利用GPS双频数据进行区域电离层TEC提取

目的 从利用GPS提取区域电离层总电子含量(total electron content,TEC)的基本原理出发,解决了伪距观测值优化以及硬件延迟(DCB)处理问题,并将提取的TEC信息与欧洲定轨中心(CODE)计算的全球电离层(GIM)模型内插值应用在单频精密单点定位中,进行电离层延迟改正实验。结果表明,利用本文提取的TEC值进行单频精密单点定位电(PPP)离层延迟改正时,点位精度能提高到0.2～0.4m左右,明显优于利用GIM内插值的改正精度。     

利用GPS载波相位观测值建立区域电离层模型研究

介绍利用载波相位观测值建立区域电离层模型的理论和方法，讨论该模型在实现过程中需要注意的问题，结合具体算例与利用伪距观测值计算的电离层模型的精度进行比较。     

基于地基GPS研究台风引起电离层TEC的变化特征

利用GPS研究电离层,具有其他探测技术所没有的全天候、高分辨率、大范围等优点.本文采用双频GPS数据提取区域电离层电子浓度总含量（TEC）,并结合全球电离层地理（GIM）数据,借助滑动四分位距法建立TEC背景值.研究了台风“莫兰蒂”对其经过区域及登陆地点电离层TEC的影响.分析表明,台风登陆厦门前一天,厦门地区电离层TEC发生了较强的正扰动,登陆后第二天,TEC发生了小尺度的负扰动;台风临近台湾岛前,东南沿海和台湾岛区域电离层出现了大范围的正异常扰动,其值为15～20 TECU,持续时间10 h.结合厦门和台湾岛的地形,推测此次TEC异常原因是由于台风所激发的声重力波传播到电离层高度,造成了电离层的异常扰动.      

震前电离层TEC异常扰动的研究

利用中国地壳运动观测网络基准站观测数据,计算了2008年3～8月期间的中国区域电离层电子总含量(totalelectron content,TEC),并根据CODE分析中心最终TEC数据,采用不同尺度的统计分析方法,对半年来四川地震上空TEC值进行检查。结果表明,在5.12汶川地震震前一个星期内,孕震区上空连续出现明显的电离层异常扰动(在一定的经度范围内),其电离层异常驼峰有向磁赤道漂移的趋势,并逐步完全消失;对于此后发生的大于Ms5.0的地震,75%的地震区域同样发生此类现象。     

基于GPS数据的震前电离层异常分析

首先利用日本及周边区域IGS站提供的GPS观测数据,计算得到了测站上空垂直总电子含量VTEC的时间序列.采用滑动平均法与非滑动平均法两种统计学方法针对日本境内某震例进行了震前VTEC值异常分析,数值结果表明地震震前出现了电离层异常现象.此外,为了探讨异常情况与地震的相关性,进一步分析了电离层异常的全球空间分布.最后,通过对比两种异常检验方法的分析结果可知,两种方法分析结果的总体趋势一致,验证了本文结果的可靠性.     

东日本大地震电离层异常分析

目前空基和路基等电磁信号探测手段已经应用于地震电离层异常的探测。自从GPS数据可以用于计算电离层电子总量(TEC), 这项技术被广泛关注的同时作为一个可行的手段用于探测地震前后电离层异常。本文利用东日本大地震震中附近多个IGS网络站点的数据, 分析2011年3月11日发生的Mw9.0东日本大地震震区上空电离层信息, 计算出TEC时间序列并进行波谱分析、包络线法异常分析、全球电离层异常地图绘制及震后3 h扰动异常分析。通过分析发现, 震前存在明显的电离层异常, 在3月8日即震前第3天存在异常;同时也计算了震后3 h的各站与卫星路径上等价TEC的P₄值;且多个站与多星路径上存在着明显的电离层扰动异常, 并且不断远离震中, 能量逐渐衰减, 证明电离层异常的发生与地震有较明显的关系。     

基于BP人工神经网络的震前电离层VTEC异常扰动研究

利用BP神经网络建立电离层VTEC模型,以年积日(DOY)、世界时(UT)、电磁KP数、Dst数、AP数、太阳黑子数(SSN)作为网络输入层参数,通过BP神经网络的训练和泛化功能,提供地震前10天理论意义上的平静VTEC值,再与地震前10天的实测VTEC作比较。试验结果表明,在地震发生之前3～5天电离层VTEC数值较VTEC平静时刻增大20%左右。     

多尺度ARMA残差修正模型震前电离层TEC异常探测

为提高电离层总电子含量（total electronic content,TEC）扰动探测参考背景值的预测精度,提出了多尺度自回归移动平均（autoregressive moving average,ARMA）残差修正模型。通过对比该方法、ARMA模型、四分位距法（inter quartile range,IQR）及滑动时窗法对TEC背景值的预测精度,结果显示修正模型预测的TEC背景值平均相对精度为89.78%,分别比ARMA模型、IQR及滑动时窗法高5.18%、1.41%和1.42%,且预测值的残差绝对值小于等于3.0 TECU的百分比为91.67%,明显优于其他3种方法,说明修正模型探测震前TEC异常是可行的。利用该方法探测2013-04-20芦山县Mw7.0级地震震前电离层TEC扰动情况,验证了该方法的有效性。实验结果表明,震前第9天和第13天电离层明显的正异常和震前第1~4天明显的负异常极可能是孕育地震引起的,且正异常主要出现在08:00-10:00 UT,而负异常主要集中在0:00-14:00 UT。     

GPS反演上电离层剖面及实例

介绍了在利用GPS观测电离层TEC和反演上电离层剖面过程中，如何选择最适宜GPS星，如何计算卫星有关参数，如何计算卫星到测站间斜向TEC等问题，最后给出了一个剖面反演实例。     

区域电离层TEC的变化研究

电离层延迟是影响全球卫星导航系统精密定位的主要误差源之一。本文介绍了常用的NeQuick模型和IRI模型,利用两模型进行了中国地区电离层TEC相关计算,将计算值与电离层参考值进行比较,得出了关于区域电离层TEC的有益结论。     

2015年尼泊尔Mw 7.8地震前OLR和电离层异常分析

针对2015-04-25尼泊尔Mw 7.8地震,利用NOAA卫星遥感射出长波辐射(OLR)数据和IGS(International GNSS Service)提供的全球IONEX总电子含量(TEC)数据,并考虑太阳和地磁活动水平的条件下,分别对OLR数据采用标准差阈值法和对电离层TEC数据采用四分位距法进行了异常探测。结果显示,2015-04-22在震中附近地区卫星遥感OLR出现异常增强现象;同时,2015-04-23在震中附近电离层TEC出现显著正异常现象,而且出现磁共轭现象。     

Monitoring Seasonal Variations of Ionospheric TEC Using GPS Measurements

The regional ionospheric model is adopted to determine satellite-plus-receiver differential delay. The satellite-plus-receiver differential delay is estimated as constant values for each day. Dual-frequency GPS pseudo-ranges observables are used to compute vertical TEC (VTEC). All the monthly mean VTEC profiles are represented by graphs using GPS data of the Beijing IGS site between 2000 and 2004. The monthly averaged values and amplitudes of VTEC are also represented by graphs. The results indicate that the VTEC has seasonal dependency. The monthly averaged values and amplitudes of VTEC in 2000 are about 2 times larger than that in 2004. The maximum VTEC values are observed in March and April, while the minimum VTEC values are observed in December. The seasonal variations trend is found to be similar after polynomial fitting between 2000 and 2004.     

基于GPS的南极电离层电子总含量空间分布特征研究

利用南极区域内的中国中山站GPS常年跟踪站(ZHON)和国际GPS服务站GPS观测数据,计算出2000-2006年期间南极地区上空高精度电离层电子总含量值,分别对极光区内、极光区外、极隙、极盖区的电离层电子总含量进行分析比较.结果表明,极光区外的电子总含量峰值要大于极光区内,极光区内的电子总含量峰值又大于极盖区,而每日...     

利用GPS组合观测值建立区域电离层模型研究

介绍了VTEC模型的基本原理，给出了三种利用载波相位观测值改善伪距观测值精度的方法，利用三种组合观测值分别建立VTEC模型，并与利用伪距观测值计算的VTEC模型的精度进行比较。     

几种地基GPS区域电离层TEC建模方法的比较及其一致性研究

利用GPS实测资料实现了中国区域电离层电子含量建模,比较和评估了多项式模型、三角级数模型和低阶球函数模型的监测精度及存在的问题。研究表明,在平静电离层的条件下,多项式模型和低阶球函数模型拟合的精度较好,但前者存在明显的边际效应;三角级数模型在用于大区域拟合时精度较差;高纬度地区模型拟合的精度要优于低纬度地区。根据这些模型参数设置的特点以及电离层本身的变化分布规律,分析了这些差异存在的原因。     

利用时间序列分析预报电离层TEC

以IGS发布的电离层总电子含量(total electron content,TEC)数据为样本,利用时间序列分析进行预报。将TEC时间序列分解为趋势项、周期项和随机项的组合,并利用相关系数和偏相关系数确定模型阶数。对IGS提供的2008年TEC数据进行预报分析,结果表明,采用时间序列分析能达到较高精度,预报7 d时的平均相对精度为87.75%,预报精度大于60%的预报值占所有预报值的95%以上,预报精度大于85%的预报值占所有预报值的72.6%,95.3%的预报残差小于±3 TECU。     

用双频GPS观测值建立小区域电离层延迟模型研究

介绍了用双频GPS伪距观测值建立区域性电离层模型的基本原理和方法。模型的初步结果表明,该电离层模型建立后,可为覆盖区域内的广大单频用户提供在天顶方向优于0.4m精度的电离层延迟改正量,且具有30min以内天顶方向优于0.4m的预报精度。     

2010-08-01太阳风暴对电离层及GPS测量的影响分析

利用GPS电离层探测技术分析了2010-08-01太阳风暴对全球电离层VTEC造成的扰动异常影响。受朝向地球的日冕物质抛射影响,08-03首先对北美地区电离层VTEC产生扰动异常,最大值达到15TECu。由于地球自转,发生电离层VTEC异常集中的区域会随太阳直射点向西移动,一般发生于其所在区域的地方时13:00～17:00。另外,还分析了此次太阳风暴对GPS观测数据质量及电离层高阶项误差的影响。结果表明,此次太阳风暴期间,GPS观测数据质量并未受到明显的影响,但使得L1、L2载波的电离层高阶项误差增大,误差影响达到cm级。     

基于GIM的芦山地震电离层异常分析

利用IGS(国际卫星定位导航服务组织)提供的GIM数据对2013-04-20发生的Mw7.0芦山地震震区上空电离层信息进行了研究。选取震中附近格网点进行包络线法异常分析及通过绘制全球电离层异常图来分析异常。通过分析发现,震前存在明显的电离层异常,在4月14日即震前第6天存在异常;异常区域沿着赤道共轭分布,不断移动。通过分析地磁指数、太阳活动水平等信息量,发现电离层异常与地震有较明显的关系。