隨著電子與通訊等現(xiàn)代科技手段的飛速發(fā)展，許多衛(wèi)星技術(shù)的研究和應(yīng)用日益廣泛，而這些研究與應(yīng)用跟大氣對(duì)無線電波傳播的影響密切相關(guān)。地球電離層是空間天氣的主要組成部分之一，它的活動(dòng)和特性直接影響到無線電通信、衛(wèi)星精密導(dǎo)航定位、無線電技術(shù)的航天測控等技術(shù)領(lǐng)域。

全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System; GNSS）信號(hào)通過地球大氣層后，被安裝在近地軌道(Low Earth Orbit; LEO)衛(wèi)星上的GNSS接收機(jī)所接收。接收的信號(hào)中包含了大氣層和電離層的信息，通過相關(guān)的反演方法，可得到中性大氣層和電離層的信息，包括大氣層的折射率、密度、溫度、水汽壓廓線和電離層的電子密度廓線。近二十年來，有10多顆搭載GNSS/LEO掩星接收機(jī)的LEO衛(wèi)星發(fā)射成功，提供海量的全球覆蓋、近實(shí)時(shí)、高精度、高垂直分辨率和全天候的電離層觀測資料，彌補(bǔ)其他電離層觀測技術(shù)的不足。

而在GNSS/LEO掩星電離層技術(shù)中，主要的誤差來自于電離層球?qū)ΨQ假設(shè)引入的反演誤差，模擬仿真分析顯示，其最大貢獻(xiàn)甚至超過30%（如圖a中的紅色區(qū)域）。中國科學(xué)院上海天文臺(tái)副研究員郭鵬和他的合作團(tuán)隊(duì)發(fā)展了新的GNSS/LEO掩星電離層反演算法，通過輔助的電離層水平梯度信息來改進(jìn)電離層球?qū)ΨQ的假設(shè)。而輔助電離層信息的可靠性將直接影響反演結(jié)果，因此通過電離層掩星觀測資料建立一個(gè)全球電離層月平均氣候模型，作為輔助電離層信息。模擬仿真結(jié)果顯示，該算法可以有效提高GNSS/LEO掩星電離層反演精度(如圖b，c)。

圖中顯示了根據(jù)1個(gè)月的電離層掩星資料反演得到的電離層F2峰值密度反演的均方根誤差統(tǒng)計(jì)分布。圖a是傳統(tǒng)反演結(jié)果，圖b是新算法反演結(jié)果，圖c是新算法再一次迭代反演結(jié)果。