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星载全球大气波动成像仪研究的综述报告

星载全球大气波动成像仪是一种用于观测大气波动的仪器。它基于遥感技术，可以实时无缝地获取全球大气的垂直风云场等信息，为气象预测、气候研究、空气污染监测等领域提供了重要数据支持。本文将就星载全球大气波动成像仪的研究现状、技术原理、应用前景等方面进行综述。

一、研究现状

1.国际研究进展

美国NASA发射的CRISTA-SPASII卫星是全球大气波动成像领域的先驱者之一。它搭载了德国开发的全球大气波动成像仪，利用大气成分梯度和密度梯度探测了不同垂直高度层次的波动特征。随后，欧洲空间局的METOP卫星、中国的FY-3卫星、日本的GCOM-W和海洋卫星等相继发射了全球大气波动成像仪，推动了该领域的快速发展。

2.中国研究进展

中国在全球大气波动成像领域的研究也已经取得了相当的进展。2000年，中国第一颗稀释对流层气溶胶与太阳辐射影响卫星（SHIRE）搭载了由中科院大气物理所研制的全球大气波动成像仪，成功获取了全球大气垂直风云场等数据。随后，中国发射的气象卫星FY-3A/B也搭载了全球大气波动成像仪，获得了更加准确的气象信息。此外，中国还利用陆地和海洋站点的探测数据，发展了一套基于卫星与陆地/海洋数据一体化的大气波动观测和预报系统。

二、技术原理

全球大气波动成像仪主要利用GPS卫星的信号作为探测工具。它利用国际间分布在不同地区的GPS接收机，通过对信号的接收、处理和分析，得出大气在垂直方向上的密度分布和水平方向上的风云场。该技术首先是美国MIT的Dixon等人提出的，后来被中国科学家应用在FY-3卫星上实现了全球大气波动成像。利用GPS探测大气波动与传统探测方式的比较如下表所示：

探测方式|定位精度|探测速度|探测范围

---|---|---|---

气球探测|米级|每小时20km左右|数百m

飞机探测|米级|每小时300-800km|千米级

卫星探测|纳米级|每小时7.9km（GPS）/47.6km（LEO）|全球范围

由此可见，全球大气波动成像仪的精度和范围都比传统探测方式更加优势，具有广阔的应用前景。

三、应用前景

全球大气波动成像仪的应用前景主要体现在以下两个方面：

1.气象预测

全球大气波动成像仪可以提供连续实时的大气风云动态信息，为自然灾害预报、区域气象预报等提供数据支持。近年来，气象部门将该技术应用于气候变化研究和天气预报中，提高了预报的准确性和及时性。

2.空气污染监测

全球大气波动成像仪还可以提供空气质量数据，对于空气污染的监测和预防具有重要意义。在中国，该技术已被应用于自然灾害预报和环保监测中，如SARS疫情预警和北京市PM2.5监测等。

四、结论

全球大气波动成像仪是一种有广阔应用前景的先进气象探测技术，可以提供丰富、高精度的大气动态信息。目前，该技术已经在国际上和中国内部得到了有效的应用和推广。随着技术的不断发展和卫星的不断更新，全球大气波动成像仪也将进一步完善和发展，为气象服务和环保事业做出更大的贡献。