无线电掩星技术作为新型的大气探测手段,由于其分辨率高,长期稳定的优点,在天文、地理、国防等领域有广泛的应用前景,具有重要的研究价值。本文以无线电掩星技术和射线跟踪算法为基础,实现了射线跟踪前向模拟程序,即通过输入卫星坐标和地球大气模式,仿真出大气温度、压强、电子密度,模拟出电波从GPS卫星到达LEO卫星(低轨卫星)的传播路径,进而得到信号的相位延迟。射线跟踪前向模拟程序的实现提高了掩星数据处理效率。首先详细阐述了射线跟踪算法的理论框架和实现原理。将跟踪程序划分为初始射线路径计算、误差修正和LEO跟踪三个模块,分析了每个模块的功能和模块间的作用,逐步计算出精准的电波传播路径,进一步得到GPS信号在传播过程中受地球大气影响后的相位延迟。分别采用天基和山基两种数据来验证射线跟踪前向模拟程序的可行性。对于天基掩星,由已知的地球大气模式仿真出电离层电子密度和大气层压强,温度等,计算出电波传播路径上每一点的折射率,通过折射率得到精度较高的电波传播路径,最后计算出相位延迟。卫星坐标和相位延迟实测数据由COSMIC网站提供,对比相位延迟实测值与仿真值,得到较好的一致性。结果表明,射线跟踪前向模拟程序可用于处理天基掩星数据。对于山基掩星,于2015年在九宫山进行了山基掩星实验。实验采用IGS精密星历提供的卫星坐标和硬件接收机采集的载波相位值。山基掩星中硬件接收机采样频率与卫星坐标输出频率不一致,为了使载波相位仿真值和实测值时间对齐,采用了切比雪夫内插法进行卫星坐标内插。通过对比载波相位仿真值与实测值,实验结果表明,射线跟踪算法可用于山基掩星数据处理。通过天基和山基掩星实验验证了本文中射线跟踪前向模拟程序的可行性,证明了该算法可普遍适用于掩星数据处理,稳定性和实时性表现良好,运行效率高,为掩星反演技术提供了研究基础,在电波路径解算和山基掩星处理方面有一定的研究意义。