第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 地球大气 5
1.3 GPS反演地球大气的科学意义 8
第二章 GPS系统和大气折射基础 11
2.1 GPS系统简介 11
2.2 GPS观测模式和观测方程 18
2.3 大气折射基础 22
第三章 地基GPS气象学 26
3.1 地基GPS气象学的简单发展历史 26
3.2 天顶延迟改正和地基GPS气象学的反演方程 28
3.3 斜向水汽积分的测定和四维水汽层析 30
3.4 上海地区GPS综合应用网和地基GPS气象学实验 36
第四章 天基GPS气象学基础 43
4.1 前言 43
4.2 光学近似和Abel积分变换 47
4.3 几何光学下的相位反演 51
4.4 Abel积分变换的奇点讨论 58
4.5 中性大气剖面 66
4.6 电离层反演 68
4.7 振幅反演 77
4.8 分辨率 90
第五章 观测资料的预处理 95
5.1 掩星观测数据 95
5.2 空间和时间系统 96
5.3 电离层效应的消除 103
5.4 观测数据的平滑和优化 106
5.5 高层大气观测数据的优化 110
5.6 周跳的识别和修复 112
第六章 无线电掩星技术系统及标准算法 119
6.1 LEO卫星的精密定轨 119
6.2 校正模块 120
6.3 数据的滤波、平滑和大气多普勒残差计算 122
6.4 地球扁率修正 122
6.5 弯曲角和碰撞参数剖面 125
6.6 电离层修正 125
6.7 统计优化弯曲角 126
6.8 Abel积分变换求大气折射率剖面 126
6.9 大气密度、压强、干温剖面 127
6.10 水汽剖面 128
6.11 反演结果的质量检验 129
6.12 标准算法流程图 130
6.13 CHAMP卫星观测归算实例 131
6.14 数据处理系统的时间延迟 134
第七章 物理反演 135
7.1 衍射法 135
7.2 后传播反演 138
7.3 正则变换 144
7.4 无线电光学和滑动频谱 150
7.5 全谱反演 161
7.6 物理反演中的信号源位置变化补偿 169
第八章 误差分析 173
8.1 接收机和发射机的钟差 173
8.2 随机误差 174
8.3 系统误差 174
8.4 不规则误差 175
8.5 低对流层误差和改进 175
8.6 多路径效应 177
8.7 超折射 186
8.8 反演剖面的精度估计 197
第九章 数值模拟 198
9.1 球对称大气积分算子 198
9.2 射线跟踪法 205
9.3 通约GPS/LEO卫星对地面观测点的控制 206
第十章 变分同化和GPS气象学 209
10.1 变分同化 209
10.2 GPS气象学 233
10.3 全球变化 242
第十一章 准掩星技术 258
11.1 山基或飞行器载掩星 258
第十二章 国际上相关的天基GPS掩星研究计划 268
12.1 MicroLab-1(GPS/MET) 268
12.2 ？rsted和Sunsat计划 270
12.3 SAC-C计划 271
12.4 CHAMP计划 272
12.5 GRACE 273
12.6 COSMIC计划 274
12.7 ACE＋计划 279
附录A 光的干涉 282
附录B 光的衍射和Fresnel半波带 286
附录C 电离层改正 291
附录D 利用切比雪夫多项式计算卫星的坐标和速度 295
参考文献 298