天基GPS/MET掩星探测技术和国外进展
天基GPS/MET掩星探测技术，利用全球定位系统（GPS）进行地球大气航天遥感探测的基本原理是：发射一颗或多颗低地球轨道小卫星（LEO），其上装有星载高精度GPS接收机（可称为GPS气象小卫星或GPS应用小卫星），借助于地球边缘的临边效应，接收由导航卫星GPS星座发出的无线电信号进行掩星测量。GPS信号在穿过大气层到达LEO卫星的过程中发生折射，折射与大气的压力、温度和水汽分布等参数有关。利用LEO卫星上的GPS接收机测得的多普勒频移及LEO卫星的位置和速度信息，可得到无线电信号在地球大气中传播的时延，从而可反演出大气的折射指数、电离层参数以及气压、温度和水汽等其它气象信息随高度发生的变化。
天基GPS/MET掩星探测技术相比地基GPS/MET技术有很大的优越性，因为地基GPS/MET接收到的GPS信号是从上到下穿过整个大气层，获取的是大气和电离层参数的整层总量；要想得到这些参数的垂直分布，只有依靠稠密站网及层析技术，十分复杂，反演计算精度也受到限制。而天基GPS/MET技术由于利用了导航卫星GPS星座和LEO小卫星在地球地平线边缘的上下相对运动，LEO小卫星接收到的GPS信号是一层一层横切过大气层的，能直接获取大气空间参数的垂直分布，十分简捷可靠；同时，GPS气象小卫星在太空飞行，探测范围大，频率高，一颗GPS气象小卫星一天就可以实现几百次的观测，可实时获取全球0—60千米（常规气象探测范围是0—30千米）高度的三维气象场资料及更高层（60—800千米）的电离层信息。两颗天基低轨GPS气象小卫星系统的高空资料收集能力就超过了现行全球高空气象探测能力的总和。
天基GPS/MET掩星探测技术的业务实现将是全球高空大气观测技术发展的一次飞跃，天基GPS/MET掩星探测技术以其高精度、高垂直分辨率、覆盖范围广、稳定性高、成本低的优点，引起了地球科学界和空间遥感部门的极大重视。
美国的天基GPS/MET研究几乎是与地基GPS/MET同时起步的。1992年，美国国家科学基金会（NSF）、联邦航空管理局（FAA）以及国家海洋和大气管理局（NOAA）联合发起制定了利用GPS气象小卫星系统主动遥测地球大气的（GPS/MET）计划。1995年4月3日，UCAR发射了第一颗低轨试验小卫星MicroLab—1，进行了空基GPS气象小卫星技术可行性和实用性飞行试验，取得了成功。
欧洲及其他国家也积极开展这方面的研究工作。1999年2月，丹麦发射奥斯特Orsted小卫星，南非发射SUNSAT小卫星；2000年7月发射的德国重力测量卫星CHAMP和2002年3月发射的欧美重力测量卫星GRACE也都有利用GPS进行大气参数航天遥感测量的试验项目。2000年11月发射的阿根廷科学应用卫星SAC-C的一个重要项目也是GPS大气遥感试验。2002年，巴西发射了E鄄QUARS卫星，澳大利亚也发射了FedSat卫星。欧洲空间局正在研制的重力测量卫星GOCE计划携带一个双频GPS和GLONASS组合接收机GRAS用于大气遥感测量。欧洲空间局的大气气候探测计划ACE+和替代的ACCURATE计划要发射若干小卫星组成星座，通过在卫星上安装的高精度GPS接收机获取掩星期间的信号实现全球范围的高精度和高垂直分辨率的大气温度和湿度探测。
特别是由美国出设备技术，中国台湾出资1亿美元合作研究的COSMIC计划（气象、电离层和气候的星座观测计划），由6颗小卫星组成星座（台湾称为“福卫三号”），卫星高度在700—800千米三个不同的轨道面上，每颗卫星重约62公斤，主要有效载荷是用于掩星观测的高精度GPS接收机，每天可以提供全球2500个观测点的大气和电离层资料，每3个小时更新一次，除用于气象研究外，还用于电离层和地球重力探测研究等。
COSMIC卫星计划从1997年10月开始启动，经过近10年，终于在2006年4月14日下午6时40分从美国范登堡空军基地成功发射，成为全球第一个投入业务的GPS气象小卫星星座。预计这颗卫星的工作寿命为5年。（来源于2006年6月13日《中国气象报》）
