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Validation results of NmF2 and hmF2 derived from ionospheric density profiles of GNOS on FY-3C satellite

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Science China(Technological Sciences) 2018年第9期61卷 1372-1383页

作者： YANG GuangLin SUN YueQiang BAI WeiHua ZHANG XiaoXin liu congliang MENG XiangGuang BI YanMeng WANG DongWei ZHAO DanYang National Space Science Center China Academy of Sciences Beijing 100190 China Key Laboratory of Space Weather National Center for Space Weather China Meteorological Administration Beijing 100081 China National Satellite Meteorological Center Beijing 100081 China Beijing Key Laboratory of Space Environment Beijing 100190 China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049 China

The first Global Navigation Satellite System Occultation Sounder(GNOS) which is compatible of both Bei Dou System(BDS)and Global Positioning System(GPS) was successfully launched into orbit onboard the Feng Yun 3 C satellite(FY-3 C) on September 23, 2013, and it has already gathered a large amount of ionosphere radio occultation(RO) data so far. However, the detailed analysis and validation of GPS ionosphere RO data have not been done up to now. Therefore, this paper discusses the configuration of the FY-3 C GNOS, the methods and results of GPS ionosphere occultation processment, the quality analysis of the GPS ionosphere RO products, and the precision consistency between the GNOS GPS ionosphere RO product and ionosonde data. The peak electron density(Nm F2) correlation coefficient is 0.97, the corresponding standard deviation is 16.08%. The peak value altitude(hm F2) correlation coefficient is 0.89, and the corresponding standard deviation is 23.79 km. The in-orbit operation of GNOS provides a basis data set for the monitoring, forecasting and research of ionosphere's space weather.

关键词： radio occultation Global Navigation Satellite System BeiDou System ionosphere

Exploring Greenhouse Gases Water and Climate Changes:Scientific Opportunities for the Climate and Atmospheric Composition Exploring Satellites Mission

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空间科学学报 2020年第2期40卷 151-168页

作者： liu congliang KIRCHENGAST Gottfried SUN Yueqiang WANG Xin LU Daren BAI Weihua DU Qifei LOSCHER Armin SYNDERGAARD Stig TIAN Longfei ZHANG Zhihua Beijing Key Laboratory of Space Environment Exploration National Space Science CenterChinese Academy of SciencesBeijing 100190 Wegener Center for Climate and Global Change and Institute for Geophysics Astrophysicsand Meteorology/Institute of PhysicsUniversity of GrazGraz A-8010 Joint Laboratory on Occultations for Atmosphere and Climate Beijing 100190 Institute of Atmospheric Physics Chinese Academy of SciencesBeijing 100029 Future Missions and Instrument Division European Space AgencyNoordwijkNL-2200 Danish Meteorological Institute CopenhagenDK-2100 Innovation Academy for Microsatellite of Chinese Academy of Sciences Shanghai 201210 University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049

The Essential Climate Variables(ECVs),such as the atmospheric thermodynamic state variables and greenhouse gases,play an important role in the atmosphere physical processes and global climate *** the need of improvements in existing ground-based and satellite observations to successfully deliver atmosphere and climate benchmark data and reduce data ambiguity,the Climate and Atmospheric Composition Exploring Satellites mission(CACES)was proposed and selected as a candidate mission of the Strategic Priority Research Program of Chinese Academy Science(SPRPCAS).This paper presents an overview of the key scientific questions and responses of EC Vs in relation to global change;the principles,algorithms,and payloads of microwave occultation using centimeter and millimeter wave signals between low Earth orbit satellites(LEO-LEO microwave occultation,LMO)as well as of the LEO-LEO infrared-laser occultation(LIO);the CACES mission with its scientific objectives,mission concept,spacecraft and instrumentation.

关键词： Climate Greenhouse gases Water Microwave occultation Infrared-laser occultation

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发挥政治工作推进军事训练转变的作用

军队政工理论研究 2007年第3期8卷 64-67页

作者：刘从良 71521部队

军事训练转变是信息化战争条件下军事训练发展的必然选择。在军事训练转变过程中,政治工作要在统一思想、引领方向和信息服务等方面发挥积极作用,为训练转变提供可靠的政治保证、强大的精神动力和有力的智力支持。

关键词：军事训练政治工作信息化

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用科学发展观指导军队基层建设全面发展

军事历史研究 2006年第3期20卷 50-54页

作者：刘从良 71521部队政治部

以科学发展观统领国防和军队建设,重在抓基层,打基础上下功。促进军队基层全面建设的科学发展,应该坚持科学理论武装,以正确的观念谋发展;遵循基层建设规律,以科学的思路求发展;优化基层建设环境,以科学的秩序保发展;健全科学评估机制,... 详细信息

以科学发展观统领国防和军队建设,重在抓基层,打基础上下功。促进军队基层全面建设的科学发展,应该坚持科学理论武装,以正确的观念谋发展;遵循基层建设规律,以科学的思路求发展;优化基层建设环境,以科学的秩序保发展;健全科学评估机制,以科学的标准促发展。

关键词：科学发展观军队基层建设国防建设科学评估机制

A first comprehensive evaluation of China's GNSS-R airborne campaign:part Ⅱ—river remote sensing

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Science Bulletin 2015年第24期60卷 1527-1534页

作者： Weihua Bai Junming Xia Wei Wan Limin Zhao Yueqiang Sun Xiangguang Meng congliang liu Hua Chen Qifei Du Dongwei Wang Danyang Zhao Xianyi Wang Cheng Cheng National Space Science Center Chinese Academy of Sciences State Key Laboratory of Hydroscience and Engineering Tsinghua University Department of Hydraulic Engineering Tsinghua University Institute of Remote Sensing and Digital Earth Chinese Academy of Sciences The Center for National Spaceborne Demonstration State Intellectual Property Office of the Peoples’ Republic of China

The Global Navigation Satellite System Reflectometry(GNSS-R) has been proven to be a powerful technique for retrieving geophysical parameters of ocean and land. Airborne GNSS-R is an important experimental platform, because it is not only needed as validation for spaceborne application, but also possesses the advantages to be capable of remote sensing of small and medium scale targets, such as rivers and lakes. This paper presents an overview of China's airborne GNSS-R campaign conducted on May 30, 2014, in Henan. The campaign has two objectives, i.e.:(1) to examine the capability of a GNSS-R payload developed by National Space Science Center,Chinese Academy of Sciences(NSSC, CAS) for airborneobservations and(2) to study the algorithms for soil moisture and river remote sensing, including altimetry and flow velocity measurement. A previous paper has presented results of soil moisture retrieval as part I, and in this paper,initial results of the Yellow River remote sensing are presented as part II. This paper presents the river altimetry results and explores a new potential application of GNSS-R technology, which is used to detect the flow velocity of the river. The river surface height results observed by code delay altimetry method were consistent with the height results of GPS dual-frequency differential positioning altimetry. The GNSS-R altimetry results showed that decimeter level heights were achieved in 1-min sliding average. Comparing with in situ measurements, the GNSSR flow velocity result was reasonable; the error was about0.027 m/s, which indicated the validity and feasibility of using GNSS-R technique to detect river flow velocity.

关键词： GNSS-R River height Airborne campaign Flow velocity

电离层干扰对GPS掩星弯曲角和温度精度的影响

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武汉大学学报（信息科学版） 2014年第11期39卷 1334-1339页

作者：柳聪亮 Zhang Kefei 谭志祥孙越强白伟华中国科学院空间科学与应用研究中心北京100190 中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 空间研究中心墨尔本皇家理工大学

以MSIS90大气模式和3DNeUoG电离层模式为背景大气,仿真模拟了电离层暴、电离层行扰和电离层槽对GPS掩星弯曲角电离层残差及温度精度的影响。结果表明,在太阳活动活跃期,弯曲角电离层残差在35~50km高度范围内可达1.5μrad,其标准差可达0.... 详细信息

以MSIS90大气模式和3DNeUoG电离层模式为背景大气,仿真模拟了电离层暴、电离层行扰和电离层槽对GPS掩星弯曲角电离层残差及温度精度的影响。结果表明,在太阳活动活跃期,弯曲角电离层残差在35~50km高度范围内可达1.5μrad,其标准差可达0.9μrad;在15~35km高度范围内可达4μrad,其标准差可达1.4μrad。电离层暴和电离层槽可使弯曲角电离层残差标准差增大20多倍;电离层行扰可使弯曲角电离层残差标准差增大数倍。电离层干扰引起的电离层残差可使15~35km高度范围内温度反演误差高达8K,这样的温度误差会对掩星观测的日平均温度和月平均温度产生显著影响。因此,需要发展新的电离层修正方法;在掩星气候监测中,需加强电离层监测,并结合监测结果剔除电离层干扰误差。

关键词： GPS掩星弯曲角温度电离层残差电离层干扰

地基GNSS VTEC约束的大气掩星电离层误差修正方法

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地球物理学报 2020年第12期63卷 4324-4332页

作者：柳聪亮孙越强杜起飞白伟华王先毅李伟中国科学院国家空间科学中心北京100190 天基空间环境探测北京市重点实验室北京100190 掩星探测与大气气候应用国际联合实验室北京100190 中国科学院大学天文与空间科学学院北京100049

介绍了一种考虑电离层沿GNSS掩星射线路径分布不对称且兼顾一阶和二阶项的大气掩星电离层误差修正新方法,它综合地基GNSS VTEC的水平变化信息和电离层模式的垂直变化信息,在沿“入射线”与“出射线”双边局部球对称假设下,估算GNSS掩星... 详细信息

介绍了一种考虑电离层沿GNSS掩星射线路径分布不对称且兼顾一阶和二阶项的大气掩星电离层误差修正新方法,它综合地基GNSS VTEC的水平变化信息和电离层模式的垂直变化信息,在沿“入射线”与“出射线”双边局部球对称假设下,估算GNSS掩星射线路径上的电子密度;进而计算一阶和二阶项弯曲角电离层误差廓线.采用太阳活动低年的2008年7月15日和太阳活动较高年的2013年7月15日两天的MetOp-A和GRACE掩星观测资料和IGS的GNSS VTEC数据,计算了GNSS大气掩星弯曲角一阶和二阶项电离层误差廓线.对比分析表明:新方法经验模型和理论模型的二阶项弯曲角电离层残差,以及经验模型与实测数据的一阶和二阶项弯曲角电离层误差均具有良好的一致性,因此该方法可用于L2信号数据质量较差或L2信号中断的掩星事件,同时修正大气掩星一阶和二阶电离层误差,从而提高弯曲角精度和掩星观测资料的利用率.

关键词： GNSS大气掩星弯曲角电离层误差地基GNSS VTEC

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风云卫星的掩星干大气温度廓线精准度特征

应用气象学报 2023年第3期34卷 270-281页

作者：廖蜜张鹏刘健柳聪亮白伟华徐娜陈林国家卫星气象中心/国家空间天气监测预警中心北京100081 许健民气象卫星创新中心北京100081 中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室北京100081 中国科学院国家空间科学技术中心北京100190

风云三号气象卫星C星/D星/E星的掩星接收机接收GPS和北斗导航卫星信号,形成掩星事件,进而反演得到大气温度廓线。利用2016—2022年FY-3C/3D/3E GPS和北斗掩星干大气温度廓线,通过与ERA5再分析资料对比,分析掩星干大气温度的精准度特征... 详细信息

风云三号气象卫星C星/D星/E星的掩星接收机接收GPS和北斗导航卫星信号,形成掩星事件,进而反演得到大气温度廓线。利用2016—2022年FY-3C/3D/3E GPS和北斗掩星干大气温度廓线,通过与ERA5再分析资料对比,分析掩星干大气温度的精准度特征。结果表明:掩星干大气温度廓线在200 hPa至20 hPa间精度最高,标准偏差约为1 K,且GPS与北斗掩星的误差特征相近。在稳定度方面,FY-3C GPS掩星干大气温度平均偏差线性变化趋势为-0.0055 K·a^(-1),与国外同类掩星资料稳定性相当。因2021年初掩星天线多径效应订正,FY-3D GPS掩星干大气温度与ERA5再分析资料的平均偏差出现明显跳变,平均偏差值从-0.154 K降为-0.007 K,负偏差显著减小。总体上,FY-3C GPS掩星干大气温度廓线长序列稳定度较好,北斗掩星干大气温度廓线精度能够达到或优于GPS,风云极轨卫星序列的GPS和北斗掩星在长序列稳定性上具有良好的应用前景。

关键词：风云掩星北斗温度时间序列变化

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低轨卫星星载GNSS反射事件模拟分析

武汉大学学报（信息科学版） 2018年第6期43卷 826-831,839页

作者：柳聪亮白伟华夏俊明孙越强孟祥广杜起飞中国科学院国家空间科学中心、天基空间环境探测北京市重点实验室北京100190 掩星探测与大气气候应用国际联合实验室北京100190

基于低轨（low earth orbit,LEO）卫星星载GNSS反射事件的数学判据,分别用BDS、GPS、Galileo、GLONASS和4系统耦合GNSS星座模拟信号源,仿真分析了LEO卫星轨道高度、轨道倾角、下视天线视场角等参量对反射事件数量和时空分布的影响;进而... 详细信息

基于低轨（low earth orbit,LEO）卫星星载GNSS反射事件的数学判据,分别用BDS、GPS、Galileo、GLONASS和4系统耦合GNSS星座模拟信号源,仿真分析了LEO卫星轨道高度、轨道倾角、下视天线视场角等参量对反射事件数量和时空分布的影响;进而研究了用上述4大GNSS系统进行GNSS反射信号遥感技术（GNSS reflectometry,GNSS-R）探测对接收机通道数量的需求。统计结果表明：LEO卫星轨道越高,天线视场越大,反射事件越多,镜面反射点分布越稠密;轨道倾角越小,反射事件镜面点越趋于赤道地区分布;GNSS-R接收机所需通道数随LEO卫星轨道高度和下视天线视场范围增大而增加;而LEO卫星轨道倾角变化对通道数需求影响不明显。研究结果对GNSS-R低轨卫星系统设计具有一定的理论参考价值。

关键词： GNSS-R 反射事件镜面反射点轨道参数天线视场接收机通道