利用COSMIC-1/2 IonPrf产品分析中国区域近15年电离层时空变化特征

利用2006—2020年中国区域的COSMIC-1/2(constellationobservingsystemformeteorologyionosphereand climate-1/2) IonPrf产品数据,分析了中国区域电离层时空变化特征。首先介绍新一代COSMIC-2在中国以及全球区域的数据质量状况;然后对IonPrf产品的数据质量控制和电离层特征参数提取方法进行说明;最后,以不同时间尺度统计分析了中国区域近15年电离层特征参数在一个完整太阳活动周期不同活动水平下的时空变化特征。统计结果表明,中国区域电离层变化具有与太阳活动相关的周年变化、季节变化和日变化特征;周年变化中具有明显空间分布特征,以30°N左右为界,中国南方地区峰值密度NmF2、峰值高度HmF2和电子总含量（total electron content,TEC）年均值普遍高于北方地区;在月份季节变化中,NmF2和TEC最大值一般出现在3月、10月,最小值出现在6月、7月,仅中国南方部分地区存在冬季异常现象,且春、夏季的HmF2均值大于秋、冬季;在日变化中,NmF2和TEC的最大值主要出现在地方时（local t...     

HOI延迟对BDS对流层参数估计的影响

基于GAMIT10.71研究高阶电离层(high-order ionosphere, HOI)延迟对于北斗卫星导航系统(BDS) B2I、B2a和B3I三种频段信号对对流层参数估计的影响。实验结果表明,太阳活动低水平时期,HOI延迟对B2I天顶总延迟(zenith total delay, ZTD)、南北梯度(NS_grad)和东西梯度(EW_grad)的影响最大分别达到0.80 mm、0.60 mm和0.99 mm,对B2a的ZTD、NS_grad和EW_grad的影响最大分别达到3.60 mm、10.77 mm和10.74 mm,对B3I的ZTD、NS_grad和EW_grad的影响最大分别达到1.60 mm、3.28 mm和5.90 mm;太阳活动高水平时期,HOI对对流层参数估计产生了更大影响。实验结果进一步表明,HOI对对流层参数估计的影响呈现出白天高于夜晚、低纬度地区高于高纬度地区的特征。     

利用高频天波返回散射反演电离层水平不均匀结构

高频天波返回散射探测作为重要的电离层探测手段,能够实现遥远区域电离层空间上的连续监测,探测获取的返回散射扫频电离图显示了探测频率-群路径-回波能量三者之间的关系.由于电离图包含了探测路径上的电离层状态信息,通过对其反演可以实时获取大面积范围的电离层参数.本文提出了一种基于解空间约束的返回散射前沿反演算法,能够重构电离层水平不均匀结构.针对反演非线性问题,采用Newton-Kontorovich方法进行求解,同时又引入了求解不适定问题的Tikhonov正则化方法,有益于解的稳定性和唯一性.利用模拟数据和实测数据分别对本文建立的算法进行了验证,并与Fridman和Fridman于1994年提出的反演方法进行了对比.结果表明,本文算法反演结果稳定,对返回散射前沿判读误差不敏感,与Fridman和Fridman 1994年方法相比,本文方法对电离层局部精细结构反演更加准确,具有较高的反演精度.本文提出的算法不但能够反演白天和夜间这种电离层较平稳时期的电离层状态,而且对于日出/日落时段等电子浓度分布变化较快情形下的电离层,也有很好的反演效果,表明了该算法在处理复杂多变的实际探测的返回散射电离图中的应用价值.     

电离层TEC的预测模型

电离层总电子含量（TEC）的精确预报对提高GNSS导航精度,保障无线电空间远程通讯具有重要作用。分析了IGS发布的电离层格网点总电子含量（TEC）的时间序列特点,基于时间序列分析理论,以AR模型对格网点TEC随机时间序列平稳化后建模和预报。实例分析表明,研究的预报技术和方法是可行的。     

利用GPS研究南极电离层TEC对太阳耀斑的异常响应

利用了南极地区IGS站和中山站GPS观测数据,计算了太阳耀斑期间的电离层TEC,分析了南极电离层TEC对太阳耀斑的异常响应。     

利用先验大气信息辅助解算VRS网络模糊度

基于载波相位差分的网络RTK技术能够提供厘米级实时定位,但首先必须正确确定参考站间模糊度,并建立流动站误差改正模型。基于数天的历史观测数据获得的先验大气信息,本文提出了一种改进的VRS参考站间模糊度解算方法。本方法主要是利用大气误差的时间相关性,提取先验大气信息,对当前GPS观测值的大气误差进行改正,然后再确定模糊度。初步的试验结果表明该方法能提高参考站网络间模糊度解算效率。     

格网电离层模型在单频精密单点定位中的应用

基于四点内插方法建立了选点内插模型,讨论了内插过程中的两种定权方法;利用4个IGS跟踪站连续3 d的实测数据,采用单频精密单点定位方法,以坐标外符合误差为标准比较分析了两种内插模型和两种定权方法的效果.实验结果表明:两种内插模型和两种定权方法都是有效的,应用于单频精密单点定位时能够使点坐标外符合精度达到厘米级.最后,针对单频精密单点定位中电离层延迟误差的处理问题提出了具有参考性的建议.     

一种改进的载波相位周跳探测与修复方法

本文提出了一种改进的探测和修复小周跳的方法。根据电离层残差值在短周期内的连续性,可以比较准确地用函数来拟合的特点,再根据L1和L2载波相位观测值之间小数部分应该满足的函数关系,来探测和修复第二个载波的周跳。该方法仅使用单星双频载波相位数据,而且每颗卫星之间的数据是独立处理的。由于载波的小数部分不受周跳的影响,所以该方法的有效性能够不受周跳类型的影响。试验表明该方法对于L1上小于9周、L2上小于7周的周跳很有效。     

GPS单频机电离层延迟改正新算法

探讨了几种新的电离层延迟改正算法,通过算例检验了新方案的效率和可行性,对不同精度用户选取电离层延迟改正方案给出了建议。     

大功率高频电波加热电离层的非线性物理过程

地基大功率电波加热电离层是通过地基大功率短波发射机向电离层发射无线电波,通过波-粒和波-波的相互作用将无线电波的能量注入电离层.通过这种有目的可操控的方式改变电离层电子密度和温度的分布,可以深入研究电离层中等离子体能量和物质的非线性演化过程,特别是电离层电子的非平衡态分布和加速问题.本文通过对电离层加热中几个比较重要物理过程的评述,对过去20年来我国研究学者在这一研究方向上取得的重要进展进行了介绍.