北京上空热层钠层的激光雷达观测

热层金属层位于电离层E层和F层的过渡区域,为研究105~200 km之间的中性和电离成分的相互作用过程提供了独特的示踪剂.为更好地了解热层金属层的来源和形成机制,本文基于北京延庆台站（40.42°N,116.02°E）的高精度钠荧光共振激光雷达的数据,根据观测到的热层钠原子层的形态特征和出现规律等以及参考先前的研究报道,将该台站上空的热层钠层主要归类为四种：低热层突发钠层、天亮前热层-电离层钠层、午夜热层-电离层钠层和中纬度热层-电离层钠层.我们对最后一种热层钠层进行了仔细研究,基于2018—2020年415个观测夜共约3914 h的数据,找到了17个该事件（出现率仅4.1%,且多发于冬季）.在14个完整事件中,仅约35.7%（5/14）的事件出现时间与附近地基台站观测到的电离层突发E层相似,但均早于电离层突发E层;剩下的9次事件与最近的突发E层的时间相差范围为2.5~8.6 h.因此,我们认为中纬度热层-电离层钠层与电离层突发E层相关性较弱,它应该有着其他可能的形成机制.

     

地面VLF波穿透电离层的能量衰减变化

地面VLF人工源可以导致辐射带高能粒子沉降.为研究辐射带粒子加速和沉降机制,乃至实现对辐射带电子"人工控制"的设想,需要在精确计算得到VLF人工源在电离层激发电磁场能量分布的基础上,计算哨声波对辐射带电子的调制作用.以往计算VLF人工源在电离层中激发的电磁场能量分布多基于Cary给出的波导中VLF波衰减率和Helliwell提出的经典电离层吸收曲线,但近期研究表明,这些模型结果存在较为明显的误差.本研究建立了地面VLF信号穿透电离层传播的全波计算模型,将计算结果与DEMETER卫星记录的NWC通讯台激发的电磁响应进行对比.虽然模型没有考虑电离层参数水平不均匀性,但模型计算结果与卫星观测值也有较好的一致性.利用经过验证的全波模型计算了不同地磁参数、电离层参数情况下,不同辐射特性的地面VLF辐射在波导中的衰减和穿透电离层时D/E区的吸收值,探讨了上述参数对电磁波能量在波导和D/E区中衰减的影响规律.     

QOCA和GLOBK软件处理高精度GNSS网结果对比分析

分别利用GLOBK和QOCA软件对陆态网络260个基准站的GNSS观测数据进行处理,获得站点在ITRF2008框架下的坐标和速度。通过比较分析两个软件的解算结果,证明了QOCA 软件能更好地处理测站位移的非线性变化,并通过拟合周年、半年项、剔除共模误差等手段提高解算精度。结果表明,相比于GLOBK软件,QOCA软件得到的拟合残差序列的RMS在E、N、U 3个方向上分别减小70%、80%和70%。     

附加GIM约束的全球电离层建模

针对目前地基GNSS台站在全球分布不均匀,导致南半球海洋和中高纬地区出现与实际不符的VTEC为负值的问题,利用IGS前1 d的最终GIM作为虚拟观测值对TEC可能为负值的地区进行约束,结合GNSS数据建立全球电离层模型(称为SGG模型),并用2014年200多个IGS台站数据对模型进行验证。结果表明,各台站VTEC的RMS优于3 TECu(赤道异常区域RMS在5~7 TECu)。同时SGG能有效消除南半球海洋(40°~90°S)VTEC为负的情况,且对原有非负VTEC几乎没有影响(其变化小于2 TECu)。SGG的卫星DCB与CODE 相比,RMS和MEAN分别优于0.2 ns和0.04 ns,不同纬度带SGG与CODE的接收机DCB估值变化基本一致,两者之差基本在1 ns以内。     

f-3项与投影函数对电离层延迟的影响

依据Chapman正常电离层理论,构造Chapman剖面函数加权投影函数,给出VTEC三角多项式模型,并以武汉站2005年1月1日观测数据进行实例解算,分析电离层延迟f-3项、电离层单层高度、电离层投影函数形式等对电离层延迟的影响.     

面向高分遥感影像道路提取的轻量级双注意力和特征补偿残差网络模型

针对高分辨率遥感影像背景复杂,道路提取容易受阴影、建筑物和铁路等背景信息干扰的问题,提出一种带有轻量级双注意力和特征补偿机制的DAFCResUnet模型。该模型在ResUnet的基础上,通过增加轻量级的双注意力和特征补偿模块实现模型在性能和时空复杂度上的平衡。其中,双注意力模块可以增强模型的特征提取能力,特征补偿模块可以融合网络中来自深浅层的道路特征。在DeepGlobe和GF-2道路数据集上的实验结果表明,DAFCResUnet模型的IoU和F1-score可以达到0.6713、0.8033和0.7402、0.8507,模型的整体精度优于U-Net、ResUnet和VNet模型。与U-Net和ResUnet模型相比,DAFCResUnet模型仅增加了少量的计算量和参数量,但IoU和F1-score均有较大幅度的提高;与VNet模型相比,DAFCResUnet模型在计算量和参数量远低于VNet的情况下取得了更高的精度,模型在精度和时空复杂度两方面均有优势。相比其他对比模型,DAFCResUnet模型具有更强的特征提取和抗干扰能力,能更好解决道路上的干扰物、与道路特征相似地物、树荫或阴影...     

GPS掩星技术和电离层反演

系统地介绍了GPS无线电掩星技术的发展现状、系统组成和一些关键技术；论述了利用GPS掩星数据进行电离层反演的理论、模型及相应的计算流程．并结合GPS／MET和CHAMP卫星的实测资料，计算了电子密度剖面，与用其他方法所得结果的对比表明．GPS掩星电离层观测具有精度高、覆盖范围大等特点；最后讨论了GPS掩星技术应用于地震前兆监测的机理和前景。     

BDS卫星差分码偏差稳定性分析及其短期预报

利用MGEX(multi-GNSS experiment)发布的BDS卫星差分码偏差(differential code bias, DCB)产品，比较分析不同太阳活动水平下BDS卫星DCB产品的稳定性变化特性，并采用差分自回归移动平均(auto-regressive integrated moving average, ARIMA)时间序列预测模型，实现不同太阳活动水平下BDS卫星DCB的短期预报。结果表明，在太阳活动高年，BDS卫星DCB日解值稳定度、月稳定性均明显低于太阳活动低年，且不同卫星星座类型的BDS卫星DCB稳定性也存在差异；ARIMA时间序列预报结果与MGEX发布值符合程度较好，优于多项式拟合法预测结果。     

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。     

赤道电离层泡短波区密度谱理论分析

本文主要讨论在导致赤道夜间扩展F回波的上升汽泡中,短波区（λ25m）等离子体密度谱分布的物理机制,说明不均匀体内不同的湍动水平将产生不同的谱结构。对于较低湍动水平的汽泡,由于纵向离子声波和具有有限平行波矢漂移波的耦合共振相互作用,导致波模间能量的有效传输,从而控制湍动水平的发展,形成等能多峰谱结构。另一方面,对于湍动充分发展的汽泡,由长波区大幅度扰动维持的短波区强漂移湍动态,在Kr_Li≈2处形成一较宽的极大谱峰,然后谱以K^-2.6的形式减小。理论分析和探测结果符合甚好。