• 快速了解卫星无线电掩星（GNSS-RO）资料
• 详细了解掩星资料
• 掩星资料在数值天气预报中的应用

摘自本书：
...... 全球定位系统(GPS)无线电掩星(RO)技术是观测大气状态的一种主动遥 感空间临边探测技术 (Melbourne et al.,1988;Ware, 1992)。一个 GPS 卫星就是一 个飞船发射器，发射厘米波长的双微波无线电信号。GPS 飞船发射器发射的无线电信号，穿过大气层后，被安装在低轨(LEO)卫星上的 GPS 接收器接收。如果 大气处于真空状态，那么，从 GPS 卫星发出的，被 LEO 接收器接收到的无线电信 号的传播路径会是一条连接 GPS 和 LEO 两颗卫星的直线。在实际大气层中，无线 电信号沿着一条向地面弯曲的路径传播，大气折射率梯度越大，传播路径弯曲程度 越大。受大气密度的影响，大气折射率垂直梯度随高度呈指数减小并。通常，大气 折射率垂直梯度远大于水平梯度。大气折射率的局地大梯度与局地天气系统有关， 在对流层低层水汽丰富区最大。因此，无线电信号传播路径向地球方向弯曲，越接 近地球表面的射线路径弯曲越大，在离地球表面最近时的弯曲最大。显而易见，无 线电信号沿着实际大气中的传播路径到达 LEO 卫星所需的传播时间比真空中的直 线路径所需时间长。两者之差被称为从发射该信号的 GPS 卫星至接收这一信号的 LEO 卫星的延迟传播时间，它是传播路径上大气折射率和折射率在三维空间的梯 度的函数。 大气折射率是大气温度、气压、湿度、云水含量和冰水含量的函数(Kursinski et al., 1997;Zou et al.，2012)。在每一次掩星事件中，有 300 多个无线电传播路 径或者从大气层顶向下或者从地球表面向大气层顶一层一层地横切地球大气，获取 具有高垂直分辨率的大气状态廓线(Hardy et al.，1992) ......

    计算弯角的观测算子：
1.	二维掩星信号传播平面内的射线追踪(raytracing)算子

  
 Zou, X., F. Vandenberghe, B. Wang, M. E. Gorbunov, Y.-H. Kuo, S. Sokolovskiy, J. 
             C. Chang, J. G. Sela, and R. Anthes, 1999:  A raytracing operator and its 
             adjoint for the use of GPS/MET refraction angle measurements. J. Geoph. 
             Res., 104, 22,301-22,318.
   
Liu, H., and X. Zou, 2003: Improvements to a forward GPS raytracing model and 
             their impacts on assimilation of bending angle. J. Geoph. Res., 108, D17. 


2.	二维掩星信号传播平面内的超相位（excess phase）算子

Shao, H., X. Zou, and G. A. Hajj, 2009: Test of a non-local excess phase delay 
      operator for GPS RO data assimilation. J. Applied Remote Sensing, 3(1), 
      033508.

掩星资料质量控制：
1.	去除离群资料（outlier）的双权重质量控制方法

Zou, X. and Z. Zeng, 2006: A quality control procedure for GPS RO data. J. Geophy. 
Res., 111, D02112, doi: 10.1029/2005JD005846.

2.	识别多路径（multipath）发生的质量控制方法

   Zou, X., H. Liu and Y.-H. Kuo, 2019: Occurrence and detection of impact multipath 
 simulations of bending angle. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 145, 1690-1704. doi: 
 10.1002/qj.3520. 

误差估计方法：
1.	二维射线追踪算子的模式误差估计

Zou, X., H. Liu, and R. A. Anthes, 2002: A statistical estimate of errors in the 
    calculation of radio occultation bending angles caused by a 2D approximation 
    of raytracing and the assumption of spherical symmetry of the atmosphere. 
           J. Atmos. Oceanic Technol., 19, 51-64.

2.	利用误差相互独立的三种资料估计弯角和折射率观测误差的三角帽方法

Xu, X., and X. Zou, 2021: Estimating GPS RO observation error variances over 
China using the three-cornered hat method. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 147, 
647-659. doi: 10.1002/qj.3938.

弯角资料同化：

Zou, X., B. Wang, H. Liu, R. A. Anthes, T. Matsumura, and Y.-J. Zhu, 2000: Use of 
GPS/MET refraction angles in 3D variational analysis. Quart. J. Roy. 
Meteor. Soc., 126, 3013-3040.
Liu, H., X. Zou, R. A. Anthes, J. C. Chang, J.-H. Tseng, and B. Wang, 2001: The 
impact of 837 GPS/MET bending angle profiles on assimilation and 
forecasts for the period June 20-30, 1995. J. Geophy. Res., 106, 31771-
31786.
Zou, X., H. Liu, R. A. Anthes, H. Shao, J. C. Chang, and Y.-J. Zhu, 2004: Impact of 
CHAMP occultation observations on global analysis and forecasts in the absence of AMSU radiance data. J. of the Meteor. Soc. Japan, 82, 533-549.