在低对流层,传统的闭环模式容易造成较大的信号追踪误差.开环模式通过内部或外部方式消除导航资料调制(navigation data modulation,NDM)对大气反演的影响,能够准确地恢复信号的相位.内部和外部方式的区别是,前者通过信号相邻采样的内在联系移除NDM,后者利用卫星导航位元数据进行处理.通过内部和外部两种方式处理COSMIC(constellation observing system for meteorology,ionosphere and climate)掩星数据,利用全谱反演方法获得弯曲角,通过Abel积分变换计算折射率.COSMIC掩星个案分析表明,在低对流层,内部方式可能会导致信号的半周跳现象,从而造成反演的折射率出现误差.分别用上述两种方式对2007年第71天至73天共约3130个COSMIC掩星开环数据进行处理.将折射率反演结果与ECMWF(european centre for medium-range weather forecasts)分析场资料进行统计比较,结果显示:外部处理方式的探测深度比内部方式低100—200 m.在热带的3 km以下,内部方式具有比外部方式稍大的折射率负偏差.因此,外部方式能够得到比内部方式略优的反演结果.
在大气多路径和噪声的条件下,高斯白噪声会造成滑动频谱方法获得的弯曲角与真值之间的偏离,无法获得较好的反演结果。为此,文章提出了一种改进的滑动频谱方法,即利用信号的振幅和谱能量信息对滑动频谱方法进行修正,削弱了信号中噪声的影响,与真值较为接近。分别用改进前后两种方法对中华卫星三号计划(Constellation Observing System for Meteorology,Ionosphere and Climate,COSMIC)的掩星进行反演,并将其折射率计算结果和通过全谱反演方法获得的折射率一起,与欧洲中期天气预报中心(EuropeanCentre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)的分析场资料进行了统计比较。结果表明:改进的滑动频谱方法删除了信号中的部分噪声,减少了系统偏差;与全谱反演方法进行比较,发现两者具有相当的反演精度。
