利用GPS计算的TEC变化率监测太阳耀斑

给出了利用双频GPS载波相位观测值计算各个卫星沿观测方向的电子总量 (TEC)变化率的方法 ,用该方法计算了 2 0 0 0年 7月 12日和 7月 14日两次级别分别为X1.9级和X5 .7级太阳耀斑前后一周各个卫星的TEC变化率。分析表明 ,在太阳耀斑爆发当天 ,如果卫星交叉点是在中纬度地区运动 ,沿观测方向TEC变化率除耀斑爆发的一段时间外 ,其它时间变化相对平稳 ,并且在耀斑爆发一天后 ,TEC变化率趋于正常 ;如果卫星交叉点纬度低于 30° ,那么在耀斑爆发前一天 ,各个卫星沿观测方向的TEC变化率发生“异常” ,即变化率增加很快 ,而且交叉点运行的纬度越低 ,TEC变化率的增量越大。比较了分析太阳耀斑的两种数据处理方法 :求解沿天顶方向上电子总量 (VTEC)和求解TEC变化率的方法 ,指出求解TEC变化率的方法不必考虑仪器偏差的影响 ,能更好地监测较小级别的太阳耀斑。     

2003年1 0月29～31日太阳耀斑对中国大陆电离层扰动的GPS监测与分析

利用“中国地壳运动观测网络”工程中28个GPS基准站和中国周边地区10个IGS站的GPS观测数据,研究了2003年10月29日～31日期间,X10级太阳耀斑引起的中国大陆电离层总电子含量(TEC)的变化特征,分析了本次太阳磁暴对我国不同地区电离层的影响。结果表明。太阳耀斑对中国大陆电离层的影响从29日中午10～1l时开始,其影响强度与纬度有关,纬度越低。影响越大。且自东向西移动。TEC最大值达到120TEC。峰值比正常情况下高40多个TECU;且下午电离层对耀斑的响应强烈。     

北斗系统电离层修正抗扰动能力分析

利用2017-09太阳耀斑爆发期间、2018-08地磁暴及高能电子暴期间、2017-08九寨沟地震期间电离层模型及格网电离层数据,分析电离层异常对北斗系统电离层模型修正精度的影响,进一步分析格网点电离层信息的抗扰动能力。结果表明,太阳耀斑、地磁暴、高能电子暴以及地震均对电离层变化有不同程度的影响;电离层异常期间北斗系统电离层模型修正精度普遍降低,修正率下降30%～60%,抗扰动能力较差;格网点电离层信息修正精度基本未受影响,抗扰动能力较强。     

中国大陆强震前的电离层异常特征

利用中国地壳运动观测网络的GPS观测数据,获取2000~2019年中国大陆63次强震（MS≥6.0）前的电离层垂直总电子含量VTEC的时空分布。通过分析震前20 d内的电离层日-日变化,发现有58次地震在震前10 d内于震中附近出现明显的电离层异常。通过分析这些电离层异常期间的日-地空间环境,并结合电离层异常的时空分布特征,认为其中的44次地震前的电离层异常可能是由地震孕育活动引起的,这些异常可视为地震的短临前兆。     

2009年7月22日武汉IGS站日食电离层异常分析

基于中国地壳运动观测网络武汉站GPS观测数据,解算得到了2009年7月22日日食及其前后两天可观测卫星传播路径上的TEC和ROT值.研究显示,日食发生过程中,空间电离层存在异常扰动,TEC值相对其前后两天有明显的降低,在日食结束8小时后电离层也出现了异常扰动;ROT经历了先降低然后恢复的过程,降幅高达0.3TECU/分钟.     

2019-05-26秘鲁北部地震前低纬电离层变化分析北大核心CSCD

针对2019-05-26秘鲁北部M W8.0地震,利用CODE-TEC数据和GPS-TEC实测数据,分析此次地震前上空电离层总电子含量和电离层赤道异常变化。利用地震前2019-05-10~26总电子含量格网数据分析震前电离层赤道异常变化和电离层TEC随地理纬度的异常变化;然后利用RIOP和GLPS站的GPS-TEC数据,统计分析地震前电离层TEC日变化异常。结果表明,地震发生前3 d,电离层赤道异常“双峰”消失,且电离层TEC含量显著减少,可达10 TECu左右。在地震发生前3 d 16:00~20:00 UT,电离层TEC随纬度变化呈现双峰曲线特征,震中附近存在低谷,且在该期间RIOP和GLPS站电离层TEC也出现显著减少现象。     

BDS/GPS卫星数据质量分析软件开发及应用研究

通过对TEQC数据质量模块相关算法进行分析,实现了支持RINEX2、3 格式的BDS/GPS卫星数据质量分析软件DataQC的开发,其主要参数包括数据完整率、多路径指数、信噪比和周跳等,并增加卫星分布状况以及电离层、接收机硬件延迟偏差估计功能。通过多组数据验证,软件计算指标与TEQC结果具有较高的一致性;在电离层估计方面,与全球电离层格网（global ionosphere maps, GIM）插值计算结果的RMS在3 TECu之内,并可用于接收机硬件延迟偏差稳定性的分析。     

基于地基GPS与MODIS遥感影像的映射函数与大气可降水汽分析

为了提高短期和中小尺度灾害性天气可降水汽预报的准确性和实时性,利用西安地基GPS数据和MODIS遥感影像,采用NMF、GMF和VMF1映射函数设计了4种获取天顶干延迟初始值的方案,探讨了映射函数对计算天顶总延迟的影响。结果表明:在卫星高度角为10 时,VMF1映射函数反演效果和精度最佳,GMF映射函数次之,NMF映射函数最弱,而在卫星高度角为15 时,上述3种映射函数效果相当。最后,结合综合水汽含量与可降水汽的关系,通过计算地基GPS和MODIS遥感影像综合水汽含量,得到了地基GPS和MODIS遥感影像可降水汽(PPWV-GPS,PPWV-MODIS),并拟合了二者之间的线性关系,结果为PPWV-MODIS=1.421 7PPWV-GPS-2.143,相关系数为0.952 1。     

Kalman滤波在地震电离层TEC异常探测中的应用

基于中国地壳运动观测网络GPS观测资料解算的电离层TEC数据,利用Kalman滤波方法对2008年5月12日汶川Ms8.0地震前的电离层TEC进行异常探测研究,并与以前的处理结果进行对比,对比结果表明：利用Kalman滤波方法能够有效地探测到震前的电离层TEC异常扰动。     

利用地基GPS探测震前电离层TEC异常

利用地基GPS测量获得垂直电子总含量(VTEC)数据，采用统计分析方法，对亚洲3次大地震震前VTEC进行了检查。结果发现，在临震前10天之内。孕震区上空的VTEC均出现了明显的异常扰动，异常的增加一般出现在异常减少之前。但距发震时刻较远，该异常可能与太阳或地磁活动增强有关；异常的减少一般临近发震时刻，基本可以归结为地震引起的电离层效应。     

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小波分解改进电离层VTEC时间序列预报模型

介绍了小波分解法改进时间序列预报模型的原理。以IGS发布的2013年VTEC数据为例进行逐点建模,选用db4小波对5 112个格网点VTEC序列进行分解,并对各小波分量进行时间序列预报和重构,进而对VTEC进行预报。对一般方法和改进方法预报偏差的比例变化及全球范围内各格网点的预报值RMSE进行比较。结果表明,改进法预报的高精度点比例及其预报精度均优于一般方法。     

Study and observation of the great solar event in July 2000 at cusp latitude

A series of solar flare and coronal mass ejection (CME) event occurred in July 2000, particularly the largest flare (X5.7/3B) with CME on 14th of July since 1989, which stimulated a great geomagnetic storm with Dst index reaching -300 nT. A number of data have been obtained from the Chinese Antarctic Zhongshan Station (ZHS, INT Lat. 74.5°, L≈14）, which is located at cusp latitude, and from the ACE satellite. After analyzing these data we have got the results as follows: a lot of solar high energy particles penetrated into the polar ionosphere and ionized it, which significantly increased the cosmic noise absorption (CNA) and blanked the DPS-4 data for more than two days. The magnetic pulsation in Pc 3/5 frequency band on the ground has a high relation with the fluctuation of interplanetary magnetic field (IMF) Bz, which shows the contribution of interplanetary magnetohydrodynamical (MHD) waves to the Pc 3/5 pulsation on the ground. The Pc 3/5 pulsation was intensified much during the great magnetic storm. The H component of the magnetic field at ZHS varied with the southern value of IMF Bz but lagged behind for about 8 10 h. While Dst index responded to the variation of the IMF Bz very quickly, which suggested that the magnetic storm occurred at low latitude firstly and then effected the ionospheric current at high latitude.     

基于小时观测文件拼接的GPS实时钟差确定算法

针对目前常用的GPS实时钟差确定算法主要基于实时观测数据流实现,使产品可靠性和完整性受限于网络质量,及广播星历和IGU-P精度较低的问题,提出并实现基于小时观测文件拼接的实时钟差确定算法。该算法基于小时观测文件数据,通过将钟差估计与自适应超短期钟差预报相结合以确定实时钟差。30 d实时在线结果显示,基于小时观测文件确定的实时钟差精度约为0.25 ns,优于广播星历和IGU-P,与IGS RTS提供的实时钟差精度相当,且能保证产品的可靠性和完整性。     

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一种差分码偏差估计的简化模型及其评估分析

提出一种差分码偏差估计的简化模型,将测站方向上各穿刺点的VTEC简化为一个参数,分时段进行直接估计。为验证该方法的有效性,采用球谐函数建模和基于GIM的估计方法进行比较分析。选用2016-01近200个IGS测站的GPS+GLONASS数据进行实验,并采用CODE提供的产品进行验证。结果表明,对于GPS(GLONASS)卫星DCB,该方法与其他2种方法估计的结果比较接近,与CODE产品相比平均偏差和标准差分别为-0.3～0.5 ns(GPS)、1.3～0.7 ns(GLONASS)和0.05~0.20 ns(GPS)、0.14~1.10 ns(GLONASS);对于接收机DCB,3种方法与CODE产品的平均偏差分别为-0.6～0.7 ns(GPS)和-1.5～1.5 ns(GLONASS)。实验结果验证了差分码偏差估计简化模型的有效性。