李潇 岳富占 蔡仁澜 （航天恒星科技有限公司）

一、引言

随着科学技术的发展和人类活动不断向高层大气及太空拓展，地球空间大气环境成为当今世界各国科研、军事、航天研究的一大热点领域。在卫星编队飞行任务中利用掩星技术开展地球大气环境的探测活动是一项新兴的气象探测技术。通过在2颗编队飞行的卫星上分别搭载掩星信号发射机和掩星信号接收机，开展地球大气探测，可获取大气温度、密度、压力、水汽含量、大气臭氧成分的探测。

二、掩星技术的发展历程

20世纪60年代，天文学家提出利用掩星技术测定行星大气的方法。20世纪80年代末，国外开始研究一种新的基于GPS卫星无线电信号探测地球大气环境的方法：GPS无线电信号在穿越地球大气层时受到大气折射影响，传播路径发生弯曲，导致用户接收机接收到的信号相位产生延迟，通过测量这些延迟量来获取大气中温度、压力、湿度、电子密度等信息，这种方法被称为无线电掩星测量技术。随着20世纪90年代美国全球定位系统(Global Positioning System, GPS )完成整个GPS星座的组网任务，无线电掩星测量技术作为大气空间环境探测的一种新手段成为现实。

1995年4月3日，美国开展了GPS/MET计划，发射了第一颗用于GPS掩星技术实验的低轨卫星MicroLab1。2年左右的观测结果证实了GPS无线电掩星技术在探测地球空间大气环境领域的可行性和科学意义。随后，丹麦、德国、阿根廷、美国、中国台湾、欧盟等国家和地区也先后发射了Orsted、CHAMP、SAC-C、GRACE、COSMIC、METOP等卫星，开展了GNSS掩星探测地球大气的试验和研究。……