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基于流星相位特征的雷达横向散射速度精密测量

地球与行星天体物理 2020-12-02 v1 天体物理仪器与方法 信号处理

摘要

我们描述了一种改进技术,利用流星雷达回波在镜面点(t0t_{0})之前的背向散射相位来计算流星速度及其不确定度。我们的方法建立在 Cervera 等人(1997)早期工作的基础上,在菲涅耳距离-时间域中以动态滑动窗口扫描可能速度,并从所得速度分布中导出最佳速度估计。我们在中高层大气阿拉姆雷达系统(MAARSY)和加拿大流星轨道雷达(CMOR)观测到的横向散射流星回波上测试了我们的方法(称为滑动斜率预-t0t_{0}速度技术,PSSST),并将结果与时飞法和菲涅耳变换速度估计进行比较。我们的新技术与采用其他技术的模型和速度测量结果相比均表现出良好效果。我们表明,在速度小于 40 km/s 时,我们的速度精度为 ±\pm5%\%,并且我们发现超过 90%\% 的所有 CMOR 多站回波具有 PSSST 解。对于 CMOR 数据,PSSST 对临界相位值的选择和较差的相位解缠具有鲁棒性。对于小于约 50 km/s 的流星速度,多达 ±\pm6 个脉冲的拾取误差产生的误差小于流星体速度的 ±\pm5%\%。此外,PSSST 速度核密度估计(KDE)的宽度被用作不确定度的自然度量,其同时捕捉噪声和 t0t_0 拾取不确定度。

关键词

引用

@article{arxiv.2006.14730,
  title  = {Precision measurements of radar transverse scattering speeds from meteor phase characteristics},
  author = {Michael Mazur and Petr Pokorny and Peter Brown and Robert J. Weryk and Denis Vida and Carsten Schult and Gunter Stober and Anamika Agrawal},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2006.14730},
  year   = {2020}
}

备注

Accepted for publication to Radio Science on 2020-06-23