释放化学物质耗空电离层电子密度的研究

电离层作为电波传播的主要通道和载体,影响着无线电通信的质量,因此人工电离层扰动具有广阔的应用前景.在电离层中释放具有较强电子亲和力的化学物质可以耗空电离层F区的电子密度,是人工电离层扰动的有效手段之一.本文通过对CO2和SF6气体在电离层中的扩散和离子化学反应过程的分析,理论计算了在我国北京地区上空释放这两种气体后电离层电子密度的时空演变过程.结果表明:(1)在电离层高度上释放100 kg的CO2或SF6气体后,电离层电子密度迅速减少,释放点周围局部区域的电子密度被耗空,能够形成一定尺度的电离层空洞,上述现象能够维持数小时之久;(2)与CO2气体相比,SF6气体具有扩散慢且化学反应快的优点,对电离层的影响较大,具有更好的电离层扰动效果.     

武昌电离层E-F谷区白天变化形态

本文利用文献[4]的分析程序对武昌地区三年共300多张频高图作了剖面换算和统计分析,得出白天E-F谷区电离的基本形态并发现一些新的变化特征;对分析结果的可能原因提出了讨论。     

2000年4月6日磁暴期间磁扰变化在低纬子午链的纬度效应

利用低纬地磁子午链上H和D分量的分均值数据 ,分析了 2 0 0 0年 4月 6日磁暴期间磁扰变化的纬度效应 .主要特点是 :(1 )急始期间H分量急始跃变幅随磁纬降低而减小 ,且急始变幅的下降率随磁纬降低而逐渐增大 ;(2 )初相期间H分量第 2峰值的变幅和初相持续时间随磁纬降低而减小 ;(3)主相期间H分量迅速减小 ,并随纬度降低最大变幅明显增加 ;(4)恢复相H分量呈两阶段上升趋势 ,前一阶段迅速上升 ,后一阶段上升速度明显减小 .最后对这些磁扰变化的纬度效应与空间电流体系的密切关系作了讨论 .     

基于COSMIC掩星数据分析全球NmF2周年和半年变化特征

使用COSMIC掩星提供的NmF2数据,利用傅里叶分析方法,研究全球F2层峰值电子密度的周年和半年分布特征,分析2010年LT12：00 14：00 NmF2周年和半年变化幅度及2008-2011年年平均值变化.结果显示,电离层NmF2周年和半年变化幅度在中高纬地区相对较大;在赤道和低纬地区相对较小,且NmF2以半年变化为主.太阳活动增强期间,NmF2年平均值增大.     

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。     

基于GPS基准网的GPS快速静态定位及动态定位方法

介绍基于GPS基准网进行GPS快速静态定位和动态定位的原理和方法。通过计算基准网改正数及其空间分布,利用内插方法求出用户站的模型误差改正数,不仅可以提高GPS整周模糊度的可靠性,而且能够大大改善GPS测量的精度。利用香港GPS基准网2001年3月的实测数据进行了解算,发现香港地区在该时间段内受强电离层活动的影响,采用常规GPS测量方法很难确定整周模糊度。利用传统的快速静态定位方法对香港GPS基准网其中一条边(9.2km) 24h的观测数据按每15min计算,模糊度确定的准确率仅为45%。采用基准网内插改正数后,仅利用L₁的观测数据模糊度确定的准确率提高到100%。点位精度平面位置由2cm提高到5mm,高程精度由4cm提高到3cm。     

巴基斯坦达尔巴丁(Dalbandin）地震前观测到的电离层foF2异常变化

电离层foF2变化对地震反应非常敏感,与地震有关的电离层扰动变化结果似乎非常有望用于地震短期预测。格林威治时间2011年1月18日20:23分,一次7.2级的大地震发生在巴基斯坦的达尔巴丁(28.73oＮ, 63.92oＥ）。本文研究中,我们必须利用架设在巴基斯坦的伊斯兰堡（33.78oN, 73.06oE）、玛尔坦（32.26oN,71.51oE）和卡拉奇（24.89oN,67.02oE）三个垂直探测台站获得的白天（08:00 a.m. - 05:00 p.m.）小时值数据找出地震前的foF2异常变化特征。结果显示,在达尔巴丁地震前几天,foF2出现了显著变化;并且距离震中最近的台站观测到的频率与幅度异常变化大于较远的位于孕震区边缘的台站。尽管地震异常特征显著,但增加其它电离层参数可以提高foF2异常的高置信度水平。     

电离层不规则结构漂移的GPS测量及其初步结果

本文阐述了利用GPS接收机台阵测量到的闪烁和TEC变化率ROT快速起伏图样估计F层不规则结构漂移的原理和方法,并利用实测数据估计了静日和暴时电离层不规则结构的水平漂移速度.短间距台网和超短间距台链观测实例的计算结果表明,暴时武汉地区引起TEC快速起伏的电离层不规则结构沿纬圈向西漂移,21∶30至03∶00 LT,西向漂移速度在约40 m/s至130 m/s的范围内变化;在桂林地区,磁静日午夜前后引起L波段电波闪烁的电离层不规则结构沿纬圈向东漂移,漂移速度从约70 m/s下降到约55 m/s,磁扰日午夜前不规则结构向西漂移,速度从约150 m/s下降到约50 m/s,午夜后转为向东漂移,速度从约25 m/s上升到约65 m/s.文中还提出了由单站多卫星观测估计F层不规则结构漂移的设想.实例分析与计算结果表明,利用单站多卫星观测估计电离层不规则结构漂移是一种合理可行的方法.     

利用GPS观测研究我国赤道异常驼峰区电离层TEC变化

利用中国南部地区七个站点的2004年GPS观测数据,对赤道异常中国扇区电离层TEC的北驼峰位置和时间以及驼峰北侧电离层梯度进行了分析,结果表明:驼峰位置随季节改变,介于地理北纬17.5°～22.5°之间,冬季月份相对为低,分季月份相对为高,年平均位置约在北纬20°附近;驼峰出现时间也随季节在地方时13～16 h之间变化,冬季月份相对为早,夏季月份相对为晚,其出现时间的年平均值前者在地方时14 h前后,后者约在地方时15～16 h之间。驼峰区电离层TEC存在纬向梯度,其梯度也随地方时和季节而改变,夜侧梯度在地方时4.5 h前后为极小,且在不同季节其变化幅度不大,而日侧梯度在地方时13.5～16.5 h时段出现极大,且在不同季节差异较大,分季要高于冬季和夏季。      

NOAA系列卫星高能粒子数据一致性统计分析

顶部电离层是低轨道卫星的运行空间,是能量粒子沉降的重要区域,认识这个空间的能量粒子分布特征对研究各种空间天气事件、地震、火山以及其他人类活动引起的扰动具有重要的现实意义.本文利用位于顶部电离层的5颗NOAA系列卫星数据,统计研究了100~300 keV的电子和80~2500 keV的质子的全球分布特征.研究发现：高能电子和质子主要分布在两极辐射带和南大西洋异常区,两极辐射带观测到的高能电子通量比南大西洋异常区高几倍到一个数量级,而质子则相反;高能电子在两极辐射带地区通量分布具有不对称性,主要表现为在北辐射带西经75°到东经90°存在低值区,相对应的是粒子主要聚集在其磁共轭区,且其边界和南大西洋异常区相交;高能质子两极辐射带对称分布,在南半球东经0°至东经50°存在高值区.利用概率密度统计分析发现,各颗卫星在南大西洋异常区和两极辐射带的高能电子和高能质子通量总体上均呈正态分布.在南大西洋异常区,NOAA-15观测到的高能电子通量比其他卫星的低,NOAA-16观测的高能电子通量比其他卫星的高,各卫星的高能质子观测结果基本相同.在两极辐射带,各卫星观测的高能电子通量结果基本相同,NOAA-18和NOAA-19观测的质子通量最高,NOAA-16和NOAA-17次之,NOAA-15最低,其中NOAA-19比NOAA-15观测到的质子通量要高一个数量级左右.在磁暴期间顶部电离层高能电子的变化表明地磁指数Dst和空间粒子通量变化具有时间同步性.本文的研究成果将为我国下一代电磁卫星设计提供基础依据.