GPS/LEO掩星方法中的电离层延迟量对太阳射电辐射流量的响应

对无线电信号在电离层中的传播路径进行了数值模拟;针对掩星观测中的五组实际卫星轨道数据(包括GPS和LEO卫星),给出了在太阳射电辐射流量(FLUX)分别为0,70,160和240等几种情况下的电离层延迟量对10.7cm波长的太阳辐射流量的响应结果;这分别对应着无太阳辐射、太阳射电辐射处于活动低谷、平静期和高峰期等几种情形。从中可以发现,掩星观测中电离层延迟量对10.7cm波长的太阳射电辐射流量的响应表现为如下特性:电离层延迟同参数FLUX的大小有明显的对应关系,即FLUX越大,则掩星观测中的电离层延迟越大;对于上升掩星情况而言,掩星观测中电离层延迟量起先逐渐增加,然后达到某一峰值,其后逐渐下降;在掩星观测的初期和中期,太阳射电辐射处于活动低谷、平静期和高峰期等几种情形之间的电离层延迟量差异都较为显著,而在掩星观测的后期,几种情形相互间电离层延迟量的差异都比较小。     

8.6毫米波段太阳射电亮温度分布的日环食测定

本文根据１９８７年９月２３日的８．６毫米波段射电日食观测资料，计算了太阳射电的径向亮温度分布，计算结果表明：８．６毫米波段太阳径向亮温度分布呈临边增亮；增亮幅度相对于日面中心部分为５．１％，中国部分也存在着增亮的征兆；日食当天８．６毫米波段太阳射电辐射的剖流量为２３４６Ｓ、ｆ、Ｕ；食甚时的剩余流量约为１２．５％，掩食半径为１．０１４光学太阳半径。     

紫金山天文台太阳射电频谱仪定标

定标是射电天文观测中基础而重要的工作.定标工作可以得到太阳观测中的一个重要物理量:太阳射电辐射流量,可以扣除射电频谱仪的通道不均匀性,清晰显示射电频谱特征.结合紫金山天文台射电频谱仪的观测数据,详细介绍了定标的基本方法,分析了定标常数的变化情况,最后给出了定标结果,并与野边山射电偏振计以及RHESSI(The Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager)卫星硬X射线波段的几个太阳耀斑的观测结果进行了比较,结果符合耀斑的光变特征.其中对一个耀斑脉冲相硬X射线流量和微波光变的相关性的分析表明这些观测可以用来研究有关的辐射机制以及相应的能量释放和粒子加速过程.     

GIM在LEO卫星单频GPS定轨中的应用

电离层延迟误差是单频GPS(Global Positioning System)数据最主要的误差源,为提高基于单频GPS数据的LEO(Low Earth Orbiting)卫星定轨精度,必须消除/减弱GPS观测数据中电离层延迟影响.研究了全球电离层模型GIM(Global IonosphericMaps)在基于单频GPS伪距数据的低轨卫星运动学和动力学定轨中的应用,并通过估算电离层尺度因子的方法消除C/A码伪距观测量中电离层延迟影响.由于LEO卫星星载GPS信号受电离层延迟影响与卫星轨道高度相关,选取了轨道高度在300～800 km的CHAMP(CHAllenging Mini-satellite Payload)、GRACE(Gravity Recovery AndClimate Experiment)、TerraSAR-X及SAC-C等LEO卫星C/A码伪距观测量作为试算数据.CHAMP等卫星实测数据计算结果表明:以JPL(Jet Propulsion Laboratory)发布的GIM模型作为背景模型,通过电离层比例因子法能很好地消除C/A码伪距观测量中电离层延迟影响,提高LEO卫星运动学和动力学定轨精度,其中,CHAMP卫星轨道最低,受电离层延迟影响最严重,定轨精度提高最显著,分别为55.6%和47.6%;SAC-C卫星轨道高度最高,受电离层延迟影响最小,相应的定轨精度提高幅度也最低,分别为47.8%和38.2%.     

大天线太阳射电观测和流量归算的一种方法

本文介绍了高空间分辨率的太阳射电观测流量的归算方法，即对观测的太阳天线温度值作天线功率方向图Ｋ因子的修正，即可得到太阳射电流量值．文中推导了不同温度分布模型下的Ｋ因子表达式，并计算了日面宁静太阳流量值和部分射电源的ＳＶＣ辐射流量值．对日面宁静区的射电辐射而言，因Ｋ的年变化（０．０２３６—０．０２５２）不大，因此按其平均值０．０２４４可计算出２２ＧＨｚ频率上宁静太阳流量ｓ。＝０．１５Ｔａ。（以ｓｆｕ为单位，Ｔａ。是宁静区辐射的太阳天线温度），相应的宁静太阳温度为１０１００土３００Ｋ．１９９０年７月２日源区的ＳＶＣ辐射计算结果表明：日面源区的ＳＶＣ辐射总和为２０ｓｆｕ，约占日面总辐射的２．４％．     

一个复杂太阳射电爆发及其微波源和远紫外冕环特征的初步研究

利用太阳射电宽带频谱仪(0．7-7．6GHz)于2001年10月19日观测到的复杂太阳射电大爆发，呈现出许多有趣的特征，结合NoRH(Nobeyama Radio Heliograph)的高空间分辨率射电成像观测及TRACE(Transition Region and Coronal Explorer)在远紫外(EUV)波段的高空间分辨率成像观测资料，分析了该爆发的射电频谱特征和微波射电源的演化以及它们与复杂的EUV日冕环系统的关系，该爆发是一个双带大耀斑的射电表征．前一部分以宽带(从厘米到米波)爆发为主，机制是回旋同步辐射，所对应的是环足源的辐射；后一部分以窄带(分米到米波)分米波爆发为主，机制是等离子体辐射和回旋共振辐射的联合，对应的是环顶源的辐射。     

1968年9月22日日食射电观测

本文综合分析了1968年9月22日新疆日全食3.2、11.1和21厘米波长的射电观测资料,得出了射电源的流量和活动区活动性的关系、射电源辐射与谱斑及黑子的相关等观测结果。另外,从综合三个波段的资料通盘考虑了射电源流量值的误差分析、射电源的角径和高度、射电食甚、射电太阳等效半径和日面小爆发等。     

太阳22周峰年期间2545,2645MHzSpike辐射资料分析

本文简要地讨论了１９９１年１月至１２月太阳峰年期间在２５４５、２６４５ＭＨｚ上观测的５１个Ｓｐｉｋｅ辐射事件的高辐射流量、短持续时间、窄辐射带宽、快速频率漂移、准周期振荡和偏振成份快速变化等观测特征，并对这５１个Ｓｐｉｋｅ事件与光学耀斑活动区磁场强度、磁位形及活动区黑子演化类型的密切关系进行了正、反向统计，鉴于Ｓｐｉｋｅ的辐射的观测特征与统计特征与已知的太阳射电爆发类型和太阳射电成分的特征有很大的     

热层大气密度对太阳辐射27 d短期震荡的响应规律

在近地空间目标和碎片的定轨预报任务中,需要准确计算热层中性大气密度。太阳辐射约27 d周期的短期震荡是影响大气密度的一种重要的空间环境因素,它会引起大气密度在全球尺度上的涨落。选择CHAMP、GRACE-A和SWARM-C这3颗极轨卫星星载加速仪数据推导出的大气密度资料,提取其中的27 d短期变化信号,与太阳极紫外辐射(S₁₀指数)的27 d短期变化进行多元回归分析,研究热层大气密度对太阳辐射短期变化的响应规律,及其在不同高度、辐射水平、昼夜半球和纬度等方面的差异。结果表明：太阳辐射短期变化对大气密度的影响与高度负相关(主要因素)、与辐射水平正相关(次要因素);对白天半球的影响是夜间半球的约2倍;在白天半球,辐射影响随着纬度增大而减弱,夜间半球恰好相反。将以上观测结果与NRLMSISE00模型模拟结果对比,发现模型低估了太阳辐射短期变化对大气密度影响的(50%～60%),且低估了高度差异,但高估了辐射水平差异。利用SOHO卫星对太阳26～34 nm波长极紫外辐射1 h分辨率的测量值,研究了大气密度对辐射的响应延迟时间,约为18 h (0.75 d)。研究结果对于优...     

2015年11月4日太阳射电爆发干扰导航信号事件中的X射线先兆分析

太阳射电爆发是无线通讯特别是卫星导航通讯的潜在影响因素之一。2015年11月4日的太阳射电爆发事件在1 415 MHz点频的流量达到了峰值5 800 SFU(Solar Flux Unit,太阳射电流量单位,1 SFU=10~(-22) W/(m~2·Hz)),位于日下点的欧洲全球定位系统(Global Positioning System, GPS)和瑞典的航空导航系统均受到了影响。分析了此次事件产生源活动区的X射线流量变化与射电流量变化之间的时间关系;通过比对,X射线的流量抬升时间较射电阈值有30 min的提前量。随后讨论了提前量之间的物理背景,即软硬X射线分别对应热电子和非热电子辐射,而非热电子是产生能够造成此类空间天气事件射电爆发的物理条件,X射线由软转硬的过程中流量的抬升变化,为进一步防控这类空间天气事件提供了一种有效的手段。     

2.6～3.8GHz长寿命微波Ⅲ型爆发统计特性

通过对2．6～3．8GHz射电频谱仪观测数据的检索。挑选出73个孤立的特征寿命为20s的Ⅲ型爆发进行统计分析。得到了太阳射电Ⅲ型爆发在2600—3800MHz间的辐射寿命的统计分布；并用相应的数据检验了在米波和分米波辐射存在的经验关系，结果显示在2．6-3．8GHz的射电波段上，Ⅲ型爆发的寿命和频率之间仍然成反比的关系，但是系数不同于米波和分米波对应的系数。     

上海天文台GPS掩星技术研究现状

简要地介绍了GPS／LEO卫星无线电掩星技术的基本原理、意义以及国际上的最近动态，列举了几个主要的LEO卫星计划；重点分析了GPS掩星探测地球大气技术中需要注意的若干问题，并推出可能采取的改进方案和相应的技术路线。上海天台在GPS／LEO空基气象学中已经成功地提出：通过通约LEO／GPS轨道方法，实现掩星地面观测点控制的新思路。作为一个应用实例，针对东中国海洋上空大气状况对中国东部经济发达的地区特别是上海地区的天气有着重要影响的背景，提出利用通约LEO／GPS卫星可对该地区大气实施监控。为了充分利用GPS／LEO掩星观测资源，上海天台开展了振幅反演的计算方法研究；提出了在振幅反演中存在着无线电信号几何衰减和物理衰减两种不同的衰减机制，并考虑了它们的数学模型以及对反演结果的影响。简要地叙述了掩星质量因子的定义和计算方法。作为国内天地球动力学研究中心，上海天台将与国内外一些合作单位考虑建立GPS／LEO掩星技术观测处理的软件系统。作为空基GPS气象学的推广，还考虑进行山基和飞机载掩星观测实验，论证用这些方法监测局部大气剖面的可行性以及它们在国民经济和科学研究上的作用。     

太阳耀斑的厘米波和分米波射电辐射

综述了太阳厘米波射电源的形态特征和演化，以及厘米波辐射与X射线源的特性比较；介绍了太阳分米波射电辐射的一些最观测结果，包括分米波Ⅲ型爆发、纤维结构、斑马纹结构、DPS漂移脉动结构、spike尖峰辐射等多种精细结构，并讨论了可能的辐射机制。     

GPS掩星技术低轨卫星计划的现状及进展

主要介绍了几个国际上已经实施的GPS掩星计划（GPS／MET，Φrsted,Sunsat,SAC-C,CHAMP)和在研的（COSMIC，ACE）低轨卫星计划的现状及取得的进展。通过总结可知，下一代GPS掩星接收器应具有体积小、质量轻（几百克）、低功耗的特点；能提供实时的卫星物理状态参数；飞行器上的自主计算和控制；星上数据通信和命令解释；所有跟踪数据应符合厘米级精密定轨的要求；能提供掩星和海洋反射实验的测量。     

8.6毫米波段太阳射电亮度温度分布

本文根据１９８０年２月１６日的８．６毫米波长射电日食观测资料，计算了太阳射电辐射的亮度温度的径向分布，由日食过程的第一，第二和第三接触的计算结果表明，在日面光学边缘内侧的二角分范围内，均存在明显的单峰状增亮结构。三个接触的平均增亮峰值约为１８％，增亮区的射电辐射占日面总辐射的４％。日食当天在８．６毫米波段上测得的日面平均亮度温度为９７２７Ｋ。     

反常X射线脉冲星的研究进展

反常X射线脉冲星（Anomalous X-ra Pulsars，简称AXP）是一类特殊的X射线源。与X射线脉冲星（通常处于大质量X射线双星系统中）相比，它们具有以下特征：X射线谱较软、光度低页稳定（≈10^27－10^29J.s^-1）、自转周期集中在10s左右稳定增长、迄今没有找到它们的光学、红外、射电的对应体、有一些可能戌超新星遗迹成协等。由观测到的自转周期变化可以确定它们的自转能损不足以提供有X射线辐射。解释AXP能源机制的理论模型目前主要有两大类：在吸积模型中，AXP被认为具有正常磁场强度（≈10^8T）的中子量，物质吸积提供X射线辐射原能源，并造成中子星的自转变化；另一种观点认为AXP是具有超强磁场（≈10^10-10^11T）的中子量（即磁星），其辐射能源来自它们巨大的磁或残余的热能，观测到的自转周期及其变化被归因子中子星的磁偶极辐射和物质抛射。两种模型各有优缺点，但目前看来观测事实对磁星模型较为有利。为了进一步明确AXP的性质，提供解释它们能源机制的线索，在介绍AXP的基本观测特征和理论解释的基础上，还将AXP与射电脉冲星、特强磁场射电脉冲量、射电宁静脉冲星侯选体及软γ射线复现源分别进行了比较。     

1988年12月16日太阳射电大爆发的快速精细结构(英文)

本文介绍用“三波段太阳射电高时间分辨率同步观测系统”所观测到的1988年12月16日三波段(1420MHz、2840MHz、4000MHz)太阳射电大爆发中毫秒级精细结构的观测特征,指出太阳射电快速活动在射电爆发的不同阶段具有不同的特征,首先在爆发的上升沿出现2840MHz的毫秒尖峰辐射群,继而在1420MHz上出现毫秒级尖峰辐射群,并且还在以后的几个爆发次峰上陆续出现,在长达两小时的大爆发过程中,在4000MHz上始终未产生毫秒级尖峰辐射,这也反应了射电尖峰辐射现象存在着一定的带宽。特别引起注意的是毫秒级尖峰辐射群均出现在射电爆发的峰值附近,在其它时间的记录中尚未发现毫秒尖峰辐射。 三波段的秒级射电爆发曲线如图1所示。毫秒级精细结构如图2所示。由图2可见,单个尖峰辐射的持续随频率的减小而增加,2840MHz多为10—20ms,1420MHz多为30—170ms;所产生的尖峰辐射群强度不大,而且很少有孤立的尖峰;2840MHz尖峰辐射的强度一般为450—900sfu,1420MHz一般为500—1770sfu(1sfu=10~(-22)WM~(-2)Hz~(-1));还特别引起注意的是在2840MHz上当所出现的尖峰辐射群结束时,往往出现持续时间为100ms的流量下降现象,(此种现象在以往的观测中未曾见过),详见图2b和2c;关于事件尖峰辐射的丰度,仅对几个尖峰辐射群作了统计如下: 在1420M     

太阳辐射压摄动计算的新进展

介绍了一种新的建立太阳辐射压摄动模型的方法,即Ｖｏｋｒｏｕｈｌｉｃｋｙ等人提出的方法。该方法以辐射转移方程为基本数学工具,并运用相应的物理概念,通过对太阳辐射场强和辐射流量的计算来求出太阳辐射压摄动。此方法既适用于卫星处于地球半影区内和地球阴影之外的情形,也适用于地球反照辐射压的计算。还介绍了该方法的一些计算结果,并简单评述了其不足之处。     

日蚀观测太阳微波射电源的磁拱结构

1980年2月16日云南日全蚀期间,在月掩具有双极黑子群的活动区过程中,分别由2,3.2,8.2和21厘米波段的蚀变斜率曲线峰值时刻,定出各波段射电源核心沿掩蚀方向的部位,将其一一移至相应有效辐射层的高度上,用几簇封闭的弧线连结起来,得到射电源的磁拱结构.分析了射电源的位置、角径、流量和空间分布同磁场的强度、范围、立体角和形状之间的对应关系.其中8.2厘米的结果同甚大阵观测的太阳6厘米环状结构基本一致.有效辐射层与磁拱相交的区域,主要产生磁回旋辐射,形成射电源的“核”;有效辐射层以上受磁拱约束的光学深度薄的区域,主要产生热轫致辐射,形成射电源的“晕”.由于有效辐射层随波长增大而升高,磁拱中对较长波长为核的区域,可能就是较短波长晕的组成部分.     

Ⅱ型爆发与太阳活动

本文分析了１９８７年１月—１９９４年１２月ＳＧＤ发表的太阳射电米波Ⅱ型爆发与ＳＩＤ事件、Ｈα耀斑、Ｘ射线等的对应关系。结果表明：电离层突然扰动与米波Ⅱ型爆发的关系是密切的。有８６％的ＳＩＤ事件发生在Ⅱ型爆发之前，这可能是由于ＳＩＤ事件是由太阳的紫外线、Ｘ射线辐射引起，而慢漂移Ⅱ型爆发与耀斑产生的ＭＨＤ激波有关