*福衛七號資料將於驗證完成後公開提供

TDPC--產品說明

掩星觀測優點

福衛衛星掩星觀測每日提供大量全球分布,垂直高精度及高解析度電離層、大氣層遙感資料,而天氣型態、地理位置及時辰等因素影響觀測作用小。主要任務為提供全球氣象預報、氣候變遷研究、以及電離層動態監測。

福衛三/七號為六顆任務衛星組成的低軌星系群,繞行地球一周時間約為100分鐘。軌道傾角分別為72度高傾角及24度低傾角。七號將提供南北緯50度間觀測,每日預計提供中低緯度包含台灣地區在內4000筆觀測資料。

觀測原理

福衛三/七號以無線電掩星(Radio Occultation)技術觀測電離層及大氣層。當電磁波進入不同密度的介質時,如大氣層,根據司乃耳定律(Snell’s Law)波段將會被折射,因此兩衛星直線路徑被地球遮掩時仍能透過此物理機制接收訊號。目前,主要接收美國全球地位系統(GPS)訊號,七號新設計的天線還能接收俄國的GLONASS訊號。

衛星間的通訊距離以全相位(full phase)表示,為兩者幾何距離、相對運動量、電離層影響量、及大氣影響量之合。當福衛衛星同時與一掩星衛星及一無掩星參考衛星通訊,取得兩組相位觀測,相減後差值為電離層和大氣層影響量貢獻之合,合稱為超溢相位(Excess phase)。

衛星間的相對運動在通訊上會觀測到都卜勒效應,一段時間的變化能計算出都卜勒頻移量(Excess Doppler),進而求得球對稱假設下掩星點的射距離(Impact parameter)及其偏折角(Bending angle)。

一次通訊能連續觀測到高精度及高解析度相位變化,數分鐘內的資料便得一剖面資料,並依物理假設及特性將觀測值反演成電離層、大氣層的物理量的高階產品,如全電子含量及電子密度;折射率、溫度、壓力及水氣壓等。

時效性

TDPC產品分成即時處理、後處理、及重製處理資料。即時處理資料將於接收到觀測後即啟動程序,並使用於數小時內提供。後處理資料至少於六周後重啟程序,替換部分資訊成更精確及完整的資料以簡化流程及提升資料品質。重製處理程序為當技術提升及新產品研發完成時,讓舊時資料與時俱進,無固定更新時程。若以可取得資料品質考量排序,重製處理資料最為推薦,再來為後處理資料及即時處理資料。

觀測資料

TDPC資料依處理程度分成:Level 0, Level 1a, Level 1b, Level 2等四個級別,高階的產品由前一階資料處理而來。解算過程除了衛星觀測資料外,還需納入外部資料當作修正、參數或估計值。Level 0資料為原始衛星訊號資料及地面GNSS網觀測資料;Level 1a 為拆解後原始資料,包含原始科學資料、掩星資料、電離層閃爍資訊及衛星狀態;Level 1b為最終觀測訊號處理,解算出衛星軌道和時秒偏誤、射線全電子含量、訊號雜訊比及超溢相位量等資料;Level 2資料為反演掩星點物理量,成一剖面的高階產品。


目前TDPC提供的資料與產品可分成:原始資料、訊號產品、 電離層產品及大氣產品等大類。

原始資料及訊號產品

  • goxBin : GOX / IGOR接收之GPS衛星電波訊號原始資料

  • opnGns : 高取樣觀測資料檔 (大氣掩星使用)

  • gpsBit : GPS 衛星導航位元

  • podCrx : 低取樣觀測資料檔 (電離層掩星使用)(RINEX格式)

  • leoAtt : 低軌衛星姿態檔 (GFZ格式)

  • leoOrb : 低軌衛星質心之地心地固坐標和速度 (SP3 格式)

  • podTec : 衛星間射線全電子含量

  • scnLv1 : S4閃爍指數

大氣產品

  • atmPhs : 大氣超溢相位、訊號雜訊比資料

  • atmPrf : 偏折角、射距離、折射率、壓力及溫度剖線,不含水氣資訊

  • avnPrf : 大氣預報模式剖線 (atmPrf同剖線)

  • wetPrf : 大氣折射率經一維變分最佳化之反演剖線,含水氣資訊

  • bfrPrf : 綜合通用大氣剖線資料(WMO格式)(低解析度)

電離層產品

  • ionPhs : 電離層超溢相位、訊號雜訊比資料

  • ionPrf : 校正全電子含量及電子密度剖線