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相似文献
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1.
利用EISCAT VHF和EISCAT Svalbard(ESR)雷达观测数据,对2003年2月12日IMF Bz分量4次快速方向转换期间,极区电离层,尤其是极尖/极隙区的响应特征进行了分析研究.随着IMF Bz方向的多次快速变化,地面雷达观测到极尖/极隙区所在位置随着开放-闭合磁力线边界在纬度方向上来回移动.在此期间,极区电离层等离子体水平对流多次反向,表现出与IMF Bz分量强的负相关性.进一步分析表明:极区磁层-电离层系统在日侧对IMF极性变化的平均响应时间约为3 min.  相似文献   

2.
海南三亚地区S4指数与C/N、ROTI的比较分析   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
本文通过利用海南三亚站(1834°N, 10962°E)GPS闪烁/TEC接收机2004年8月到2005年7月间观测数据,在对三亚地区闪烁初步统计分析的基础上,比较分析了观测数据中S4(幅度闪烁指数)和C/N(载噪比),S4和ROTI(TEC变化率标准差)的关系,同时对2004年11月7日的闪烁事件进行了具体的分析. 通过比较分析得出:(1)三亚地区全年的闪烁强度具有明显的半年变化,在春秋季出现全年闪烁强度的最大值;(2)S4与C/N具有很好的负相关性;(3)ROTI可以作为由小尺度不规则结构引起闪烁出现的指示剂.  相似文献   

3.
本文利用设在武汉(11436°E,3053°N,磁纬194°)的GPS电离层TEC和电波闪烁监测仪的测量数据,分析了2004年11月强磁暴期间TEC的响应以及电波闪烁和TEC起伏的特征.结果表明,在这次强磁暴期间,武汉及其邻近地区电离层TEC的响应以正暴相为主,正暴相分别出现在两次主相期间,最大正偏离达到50 TECU.这次磁暴另一个重要影响是主相期间L波段振幅闪烁的活动性及其强度显著增强.S4指数最大接近10.伴随增强的闪烁活动,多次观测到深度耗尽的等离子体泡与TEC起伏,TEC变化率的标准差ROTI指数也显著增强.分析揭示, ROTI指数与S4指数呈正相关,相关系数达到097.线性回归计算得到,ROTI和S4的比率为964.  相似文献   

4.
暴时低纬电离层不规则体响应特征的多手段观测   总被引:4,自引:2,他引:2       下载免费PDF全文
2010年10月11日发生了一次中等强度的磁暴.本文利用三亚(18.4°N,109.6°E)数字测高仪、VHF雷达和GPS TEC/闪烁监测仪数据以及120°E子午线附近我国漠河(53.5°N,122.4°E)、北京(40.3°N,116.2°E)和武汉(30.6°N,114.4°E)的数字测高仪和GPS TEC/闪烁监测仪数据,分析了磁暴期间我国中低纬地区电离层不规则体的响应特征.结果表明:这次磁暴触发了10月11日午夜前后两个时段低纬(三亚)电离层不规则体事件,而在较高的纬度地区(武汉及以北),并没有观测到电离层不规则体与闪烁.在午夜前,电离层不规则体的发生受磁暴主相期间快速穿透电场激发;在午夜后,电离层不规则体受磁暴恢复相的扰动发电机电场触发,该时段伴随行星际磁场北向翻转的过屏蔽穿透电场也可能是扰动源之一.此外,磁暴期间不同尺度的电离层不规则体会伴随发生.  相似文献   

5.
电离层GPS掩星反演技术研究   总被引:5,自引:3,他引:2       下载免费PDF全文
林剑  吴云  刘经南 《地球物理学报》2009,52(8):1947-1953
GPS无线电掩星技术是崭新的、高效的地球大气层和电离层探测技术,但仍在发展和完善之中.本文详细推导了Abel积分和绝对TEC电离层反演方法,研究了如何解决Abel积分产生的上下限异常问题;用COSMIC发布的GPS原始数据进行了反演计算,将结果与地面电离层测高仪数据进行了比较,最后讨论了周跳对反演结果的影响问题.结果表明:(1)在较高轨道高度(约800 km),Abel积分与绝对TEC方法的反演结果基本一致,都与电离层测高仪反演结果符合良好;在较低轨道高度(约500 km),绝对TEC反演精度优于Abel积分反演精度;(2)绝对TEC反演的最大电子密度Nm较Abel积分法获得的结果更接近于电离层测高获得的峰值电子密度NmF2,绝对TEC反演法更加严密和有效;(3)周跳对绝对TEC反演结果的影响较Abel积分反演结果的影响更为敏感,但无论哪种方法,周跳对反演精度都造成严重损失.综合而言,绝对TEC反演法是更优的方法.  相似文献   

6.
本文根据搭载于Cluster卫星的CIS/CODIF和RAPID仪器的观测数据,统计研究了等离子体片中的H+、O+离子在磁暴期间的时间变化特性,及其对太阳风条件的响应.观测结果表明:(1) 磁暴开始前,O+离子(0~40 keV)数密度保持在较低水平.随着磁暴的发展,O+数密度缓慢上升,其峰值出现在Dst极小值附近;H+离子(0~40 keV)数密度在磁暴开始之前的较短时间迅速增加并达到峰值,在磁暴开始之后迅速降低,并在整个主相和恢复相期间保持在相对较低水平.更高能量的离子则在磁暴开始后迅速增多,并在低能O+离子达到峰值之前达到峰值.因此我们推测磁暴初期从等离子体片注入环电流的主要是H+离子,主相后期O+离子可能扮演更为重要的角色.(2)在地磁活动时期,太阳风密度和动压强与等离子体片中的H+、O+数密度存在一定相关性.等离子体片中的H+离子对北向IMF Bz较为敏感,而IMF Bz南向条件下更有利于太阳风参数对等离子体片中O+数密度的影响.在地磁活动平静期,太阳风条件对等离子体片中的离子没有明显影响.  相似文献   

7.
2001年3月19日至22日期间电离层暴分析   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
本文利用2001年3月19日至22日期间ACE卫星观测的行星际资料、电离层垂测仪资料以及中国地区TEC资料,分析了发生在这期间的电离层暴过程.结果表明:(1)日冕物质抛射造成的行星际环境为电离层暴的发生提供了大尺度环境背景;(2)强烈的电离层负暴发生在磁暴恢复相阶段;(3)强烈电离层负暴能够用暴环流理论解释.  相似文献   

8.
LEO GPS接收机仪器偏差估计   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
林剑  吴云  熊晶  祝芙英  杨剑 《地球物理学报》2010,53(5):1034-1038
LEO GPS观测已成为空间电离层研究重要手段之一,通过GPS双频观测值获取的TEC则是电离层探测的一个重要参量,为获取高精度TEC需估计和消除GPS接收机仪器偏差(DCB).本文旨在探索一种全新的LEO GPS接收机仪器偏差的估计方法:基于电离层球对称的假设,利用CHAMP和COSMIC原始GPS观测数据,采用几何映射函数,通过最小二乘解算出GPS接收机仪器偏差.结果表明:(1)2008年1月份期间,通过上述方法解算的仪器偏差都较稳定,相比COSMIC网上发布结果,标准偏差都在0.6 ns以内;(2)COSMIC(轨道高度大约800 km)仪器偏差估计结果优于CHAMP(轨道高度大约400 km)的结果,原因为:对于不同轨道高度LEO GPS仪器偏差估计,其较高轨道高度的电离层球对称假设影响较小.  相似文献   

9.
2015年3月磁暴期间中国中低纬地区电离层变化分析   总被引:9,自引:0,他引:9       下载免费PDF全文
2015年3月17日爆发了本太阳活动周最大的地磁暴,Dst指数达到-233 nT.本文利用电离层测高仪f_。F_2和h_mF_2、北斗同步卫星(BDSGEO)TEC以及GPS电离层闪烁S4指数对此次磁暴期间中国中低纬地区(北京、武汉、邵阳和三亚)的电离层变化进行分析,并对此次磁暴所引发电离层暴的可能机制进行了探讨.磁暴期间,中低纬电离层暴整体表现为正相暴之后长时间强的负相暴.3月17日白天中纬正相暴为风场抬升电离层所致,而驼峰区及低纬地区正相暴由东向穿透电场所引起;3月18日白天长时间的强负相暴为西向扰动发电机电场和成分扰动所引起;3月17和18日夜间的负相暴可能是日落东向电场受到抑制以及赤道向风场对扩散的抑制导致驼峰向赤道压缩所致,同时被抑制的日落东向电场强度不足以触发产生赤道扩展F,导致低纬三亚和邵阳夜间电离层闪烁在磁暴期间受到完全抑制.这是我们首次基于北斗同步卫星TEC组网观测开展的电离层暴研究.  相似文献   

10.
2006年4月13~17日西太平洋地区电离层暴时特性研究   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
本文利用西太平洋地区的15个电离层台站的测高仪数据和国际GPS服务中心IGS 36个站提供的TEC数据,以及由美国喷气推进动力学实验室提供的Jason 1 TEC数据对2006年4月13~17日间一次由冕洞高速流所引发的磁暴所造成的电离层效应进行了分析.分析结果表明这次电离层暴呈现出显著的纬度效应,foF2和TEC等参量显示在磁暴主相期间对称分布的强正暴效应中心在磁纬±30°~±40°,且持续时间超过12 h.负暴效应被限制在中高纬地区,在磁暴进入恢复相时,开始向低纬渗透,且具有明显的地方时效应.TIMIED卫星测量的Σ[O/N2]显示磁暴发生后,暴时环流使得中低纬地区的Σ[O/N2]有大幅增加,而中高纬地区则显著下降.通过对hmF2的分析发现磁暴主相期间,有磁层电场向中低纬地区穿透,且持续时间较长为1~3 h.因此这次强正暴效应可能是由风场、电场和化学成分这三个因素的共同作用造成的.这次磁暴造成的电离层暴响应非常复杂,对造成各种正负暴的物理和化学机制还需要进一步的研究.  相似文献   

11.
极盖等离子体云块是极区电离层常见特征之一,其形成演化过程是当前重要研究课题.光电离高密度等离子体在对流输送作用下从日侧穿过极隙,通过极盖到达夜侧,已成为共识.日侧磁场重联作用下的极区对流输运过程,在舌状等离子体结构(TOI)"断裂"形成极盖等离子体云块中发挥重要作用.利用极区全域GPS/TEC观测数据,结合SuperDARN雷达实测的对流速度,对等离子体云块形成过程进行案例研究,重点分析两种TOI断裂形成等离子体云块的发生机制.研究结果显示,等离子体对流输运过程在TOI断裂形成等离子体云块过程中发挥关键性作用,对流形态或局部对流速度矢量急剧变化都可能导致TOI结构不稳定,使TOI结构断裂形成等离子体云块.  相似文献   

12.
This paper presents the results from a study designed to investigate the ability of a newly developed neural network (NN) based model to follow total electron content (TEC) dynamics over the Southern African region. The investigation is carried out by comparing results from the NN model with actual TEC data derived from Global Positioning System (GPS) observations and TEC values predicted by the International Reference Ionosphere (IRI-2007) model during magnetic storm periods over Southern Africa. The magnetic storm conditions chosen for the study presented in this paper occurred during the periods 16–21 April 2002, 1–6 October 2002, and 28 October–01 November 2003. A total of six South African GPS stations were used for the validation of the two models during these periods. A statistical analysis of the comparison between the actual TEC behaviour and that predicted by the two models is shown. In addition, ionosonde measurements from the South African Louisvale (28.5°S, 21.2°E) station, located close to one of the validation GPS stations used, are also considered during the Halloween storm period of 28–31 October 2003. The generalisation of TEC behaviour by the NN model is demonstrated by producing predicted TEC maps during magnetic storm periods over South Africa. Presented results demonstrate the ability of NNs in predicting TEC variability over South Africa during magnetically disturbed conditions, and highlight areas for improvement.  相似文献   

13.
Observations from a network of specially equipped GPS scintillation receivers in Northern Europe are used to investigate the dynamics of ionospheric plasma during the storm events of 30 October and 20 November 2003. The total electron content (TEC) and scintillation data, combined with ionospheric tomography produced by the multi-instrument data analysis system (MIDAS), reveal strong enhancements and steep gradients in TEC during nighttime under a prevailing negative Bz component of the interplanetary magnetic field (IMF). Amplitude and phase scintillation maxima are often co-located with the TEC gradients at the edge of plasma patches, revealing the presence of small-scale irregularities and suggesting association with a tongue of ionization (TOI) convecting in an anti-sunward direction from the American sector across the polar cap. Similarities and differences between the ionospheric response to the two storms are investigated. The 30 October event reveals a quite complex scenario showing two phases of plasma dynamics: the former reflects the expected convection pattern for IMF Bz southward and the latter possibly indicates a sort of TEC plasma stagnation signature of the more complex convection patterns during several positive/negative excursions of IMF Bz.  相似文献   

14.
中国电离层TEC现报系统   总被引:18,自引:0,他引:18       下载免费PDF全文
作为最重要的电离层参量之一,电离层电子浓度总含量(TEC)可以通过当前广泛使用的全球定位系统(GPS)的信标进行观测.我们在我国北起漠河、经北京和武汉、南到三亚四个观测站建立了GPS接收站,经单站数据处理后将原始的单站GPS TEC观测数据上载到北京数据处理中心;采用我们发展的经验基函数模式算法,用实测数据估算格点TEC并提供给用户,同时生成覆盖中国疆域的TEC地图并在因特网上实时发布.这一电离层TEC现报系统是我国首个类似的技术系统,在观测站布局和TEC地图算法上有所创新.该系统已用于实时监测我国电离层环境,并可为我国卫星定位导航和测控等技术系统的电波修正提供实测电离层数据.  相似文献   

15.
The occurrence of strong ionospheric scintillations with S4≥0.2 was studied using global positioning system (GPS) measurements at Guilin (25.29°N, 110.33°E; geomagnetic: 15.04°N, 181.98°E), a station located near the northern crest of equatorial anomaly in China. The results are presented for data collected from January 2007 to December 2008. The results show that amplitude scintillations occurred only during the first five months of the considered years. Nighttime amplitude scintillations, observed mainly in the south of Guilin, always occurred with phase scintillations, total electron content (TEC) depletions, and Rate Of change of TEC (ROT) fluctuations. However, TEC depletions and ROT fluctuations were weak during daytime amplitude scintillations, and daytime amplitude scintillations usually occurred in most of the azimuth directions. GPS scintillation/TEC observations recorded at Guilin and signal-to-noise-ratio measurements obtained from GPS-COSMIC radio occultation indicate that nighttime and daytime scintillations are very likely caused by ionospheric F region irregularities and sporadic E, respectively.  相似文献   

16.
电离层垂直TEC映射函数的实验观测与统计特性   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
利用GPS信标测量获得的电离层电子浓度总含量(TEC)是沿电波路径的斜向TEC.理论研究和实际应用中,常常需要通过映射函数将斜向TEC转换为垂直方向的TEC,这在当前主要采用对电子浓度分布模型的数值积分得到模型映射函数来实现.本文在考察现有不同模型映射函数的基础上,又提出了一种源于实际观测的实验映射函数的概念与估算方法.我们利用IGS的全球GPS观测站的斜向TEC和JPL提供的垂直TEC数据获得了2006年期间的实验映射函数,并对所得结果进行了初步统计分析.在卫星天顶角较小时,上述实验映射函数和模型映射函数之间相差甚微,均可很好描述垂直TEC与斜TEC之间关系;但卫星天顶角较大时,实验映射函数和常用的模型映射函数之间存在明显差异.本文认为,这种差异主要是因为现有模型映射函数中没有考虑到等离子体层的贡献.我们认为采用基于实验映射函数的模式,或者通过考虑等离子体层的贡献对现有模型映射函数进行改进,可以有效提高电离层TEC的估算精度.  相似文献   

17.
The Global Positioning System (GPS) observables are affected by the ionosphere. The dispersive nature of this effect and the use of two frequencies in the GPS observations make possible to measure the ionospheric total electron content (TEC) from dual frequency GPS data. In this work we test the concept of permanent monitoring of TEC using a network of GPS receivers at high latitudes. We have used GPS data from five permanent receivers in Scandinavia, from 1–30 January 1994, with geographic latitudes ranging from 57.4°N to 78.9°N. The results show the capability of the method to monitor the evolution of TEC as a function of time and geographical location. We have detected night-time enhancements almost every night for some of the stations, and we have also been able to produce maps of the instantaneous TEC as a function of both latitude and longitude around the GPS network. We also present some of the current limitations in the use of GPS for estimating TEC at high latitudes such as the difficulties in solving for cycle-slips, and the necessity of reliable values for the receiver and satellite differential instrumental biases.  相似文献   

18.
Effects of ionospheric horizontal gradients on differential GPS   总被引:2,自引:0,他引:2  
This paper outlines the effect of horizontal ionospheric gradients on transionospheric path propagation such as for the case of GPS signals. The total electron content (TEC) is a function of time of day, and is much influenced by solar activity and also the receiving station location. To make the model applicable for long baselines, for which the ionosphere is not generally well correlated between receiving stations, the ionospheric gradients should be taken into account. In this work the signal path is determined using a modified ray-tracing technique together with a homing-in method. Results show that horizontal gradients can have a significant effect on GPS positioning for both single station positioning and differential GPS. For differential GPS, the ionospheric delay can, however, be either increased or decreased compared with the case of no gradient, depending on the gradient direction.  相似文献   

19.
Global positioning system (GPS) networks have provided an opportunity to study the dynamics and continuous changes in the ionosphere by supplementing ionospheric studies carried out using various techniques including ionosondes, incoherent scatter radars and satellites. Total electron content (TEC) is one of the physical quantities that can be derived from GPS data, and provides an indication of ionospheric variability. This paper presents a feasibility study for the development of a Neural Network (NN) based model for the prediction of South African GPS derived TEC. Three South African locations were identified and used in the development of an input space and NN architecture for the model. The input space included the day number (seasonal variation), hour (diurnal variation), Sunspot Number (measure of the solar activity), and magnetic index (measure of the magnetic activity). An analysis was done by comparing predicted NN TEC with TEC values from the IRI-2001 version of the International Reference Ionosphere (IRI), validating GPS TEC with ionosonde TEC (ITEC) and assessing the performance of the NN model during equinoxes and solstices. For this feasibility model, GPS TEC was derived for a limited number of years using an algorithm still in the early phases of validation. However, results show that NNs predict GPS TEC more accurately than the IRI at South African GPS locations, but that more good quality GPS data is required before a truly representative empirical GPS TEC model can be released.  相似文献   

20.
基于GNSS(Global Navigation Satellite Systems)的发展,我们利用具有北斗、GLONASS和GPS三系统信号接收功能的接收机观测的数据,结合电离层总电子含量(Total Electron Content, TEC)的反演算法,提取出GNSS三系统观测的电离层TEC;同时,将GNSS三系统获取的TEC应用到电离层TEC地图、行进式扰动、不规则体结构和电离层的太阳耀斑响应等方面的研究中,这也是首次使用三种GNSS系统数据对电离层进行联合探测研究.研究结果表明,增加了北斗系统的GNSS三系统在研究中国地区电离层TEC地图、周日变化、逐日变化,行进式扰动以及电离层的实时监测等方面较单系统的GPS具有明显的优势.  相似文献   

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