地震期间电离层扰动现象研究

介绍了大量的关于地震电离层扰动现象研究的最新进展,研究表明地震发生前的几天或者几个小时电离层扰动被观测到,电离层前兆是确实存在.但要将震前的电离层扰动作为地震短临预报的工具,还有许多值得我们去深入研究和解决的问题.应用空间技术开展大区域范围内电离层参数的实时观测,如用地震电磁卫星、GPS台网、并和地面电离层垂测仪观测相结合,建立“电离层地震前兆监测系统”,无疑会加速这项研究的进程.     

Simultaneous radio and optical observations of the mid-latitude atmospheric response to a major geomagnetic storm of 6–8 April 2000

Basic properties of the mid-latitude traveling ionospheric disturbances (TIDs) during the maximum phase of a major magnetic storm of 6–8 April 2000 are shown. Total electron content (TEC) variations were studied by using data from GPS receivers located in Russia and Central Asia. The nightglow response to this storm at mesopause and termospheric altitudes was also measured by optical instruments FENIX located at the observatory of the Institute of Solar-Terrestrial Physics (51.9°N,103.0°E), and MORTI located at the observatory of the Institute of Ionosphere (43.2°N, 77.0°E). Observations of the O (557.7 and 630.0 nm) emissions originating from atmospheric layers centered at altitudes of 90 and 250 km were carried out at Irkutsk and of the O₂(b¹∑_g⁺−X³∑_g⁻) (0-1) emission originating from an atmospheric layer centered at altitude of 94 km was carried out at Almaty. Our radio and optical measurement network observed a storm-induced solitary large-scale wave with duration of 1 h and a wave front width of no less than 5000 km, while it traveled equatorward with a velocity of 200 m/s from 62°N to 38°N geographic latitude. The TEC disturbance, basically displaying an electron content depression in the maximum of the F2 region, reveals a good correlation with growing nightglow emission, the temporal shift between the TEC and emission variation maxima being different for different altitudes. A comparison of the auroral oval parameters with dynamic spectra of TEC variations and optical 630 nm emissions in the frequency range 0.4–4 mHz (250–2500 s periods) showed that as the auroral oval expands into mid-latitudes, also does the region with a developed medium-sale and small-scale TEC structure.     

基于Swarm卫星GPS/TEC观测的顶部电离层三维电子密度分布的层析法研究

利用两颗伴飞的Swarm A/C卫星搭载的双频GPS接收机获取的TEC数据,在两个卫星轨道平面同时对顶部电离层电子密度进行层析成像,实现对顶部电离层电子密度的三维观测.为了能够重现扰动期间电离层电子密度的空间变化特征,在正则化求解过程中,我们引入了水平矩阵H和垂直矩阵V刻画电子密度的空间变化特征,引入整体约束矩阵C以调节不同空间对电子密度相对变化的权重.数值验证结果表明我们的算法对常见的观测误差具有较强的包容性,反演计算出的电子密度平均偏差优于10%.在不同地磁活动条件下,与第三方观测数据的对比,验证了本文反演算法的可靠性.实测数据反演结果表明我们的算法不仅能够较好地重现顶部电离层子午向百公里级别的不规则结构,还能有效分辨纬向相隔~150 km的两个卫星轨道平面的电子密度差异.     

地磁静日期内北半球电离层NmF2的结构分布

用北半球陆地上48个地面电离层垂测站资料，以及国际参考电离层IRI 90模式，考察1985年1月6～7日F2层电子密度最大值日变化的纬度剖面和经度效应. 结果表明，在亚洲地区的20°N～30°N内，F2层赤道异常“喷泉效应”产生的NmF2“北驼峰”最高，其最大值出现在中午，或稍迟时间. 30°N ～50°N区域内，NmF2的白天峰值幅度逐渐下降，峰值时间移至午前约10:00 LT. 更高纬度(50°N～62°N )台站上，中午前后NmF2出现双峰，傍晚有谷值，夜间又再次抬升. 欧、美地区的低纬台站很少，但借助IRI 90模式分析可发现，在270°E经圈上，“喷泉效应”造成的“北驼峰”幅度最小，而且随纬度增大时，NmF2白天幅度下降也不明显，即纬度剖面的经度效应非常显著. 对中国、日本地区台站资料的小范围经度差异分析表明，在驼峰区的90°E～140°E内，各站NmF2无明显差别；但在中纬地区30°N～50°N内，中国西部上空NmF2白天变化幅度较大，且较为陡直，而中国东部和日本台站上空则相对平缓.     

高频地波雷达电离层杂波抑制研究

基于高频地波雷达中的电离层杂波特性,提出了一种基于时频分析结合自适应旁瓣对消来抑制电离层杂波的方法。该方法首先通过时频分析合理地选择扫频脉冲时段和多普勒频率区间,然后对选定的时频域区间利用特征分解法分别进行阵元-脉冲域和阵元-多普勒域抑制电离层杂波,最后利用阵列结构特点采用分段处理的自适应旁瓣对消继续对电离层杂波进行抑制。实测数据表明,该处理方法对电离层杂波的抑制效果很好。     

基于HHT变换瞬时能量谱的长周期结构地震反应分析

基于HHT变换得到瞬时能量谱,并以简谐地震反应为理论基础进行多自由度体系在地震动作用下的瞬态反应计算。通过对一个长周期(十五层)结构工程实例的地震瞬态反应计算分析,揭示长周期结构有别于短周期结构动力响应的独特特性:长周期结构位移响应的瞬时能量峰值的时间滞后于地震动能量峰值的时间,且主要受到瞬态振动的控制,并以低阶振型的控制为主,第一阶振型峰值位移滞后的时间最长,滞后的时间主要取决于结构的第一阶自振周期。研究结果表明,长周期结构在强烈地震动作用下,地震动强度出现的最大时刻并不总是对应于结构破环与倒塌的时间。     

基于Householder矩阵和Butterworth滤波器组的反馈延迟网络人工混响

针对现有人工混响方法中反馈延迟网络方法存在延迟线的个数选择受限和无法设定子带混响时间的不足,本文设计了一种基于Householder反馈矩阵和Butterworth滤波器组的反馈延迟网络人工混响器.Householder反馈矩阵有助于最大化回声密度,延迟线个数的选择相对自由,Butterworth滤波器组便于设定子带混响时间.仿真实验中分别利用语谱图、语音质量感知评价和主观评价验证了本文方法的有效性.     

一种新的北斗Klobuchar模型及其精度分析

针对传统Klobuchar模型电离层延迟修正精度不高的问题,提出一种新的Klobuchar模型,以提高北斗导航系统的精度。利用欧洲定轨中心CODE的全球格网数据作为参考,使用松弛搜索法分别对覆盖中国区域的格网点和9个测站的观测数据进行算例分析。比较两种方法得出,新模型的修正精度相对于广播模型有大幅提高;新模型预报7d内的电离层时延值修正效果也比广播模型有明显改善;格网点上的平均修正精度从67.89%提高到78.44%,观测数据的平均修正精度从69.81%提升至82.34%。     

GNSS无线电掩星电离层反演技术现状与展望

回顾了GNSS无线电掩星电离层反演的不同方法和应用实例,并针对存在的问题和今后的研究方向进行了探讨和总结。     

CINRAD/SA雷达灯丝电源调试与故障判定

详细叙述了CINRAD/SA雷达灯丝电源控制电路的工作状态,分析了控制电路中脉宽调制器SG1525A的特性,调试了控制斩波器的脉宽调制电路和振荡器控制电路的关键测试波形,并对灯丝电源输出电压、灯丝电压保护和灯丝电流保护进行了分步调试.根据实际经验总结了在灯丝电源调试过程中出现的故障判定流程和故障排查、排除方法,旨在为雷达灯丝电源的故障处理提供参考和借鉴.