GPS数据处理策略优化及适用性分析

为了分析电离层处理模式对高精度GPS数据处理精度的影响,文中结合全球分布的国际GPS服务(International GPS Service,IGS)跟踪站及具体的工程实例,对不同长度基线进行了处理,结果表明:使用高阶电离层模型改正,对成果精度有一定的提高,特别是不同长度基线处理时,应采用不同的处理模式,以便于保证成果的准确性.针对高精度GPS数据处理需要多时段重复观测的问题,本文基于误差理论提出了GPS数据处理过程中合理构建基线处理回数,多回基线组合平差的新方法;设计典型的实验研究了不同星历条件下长基线的处理效果.成果展示:采用长基线处理回数组合平差的方法,对数据处理成果精度的提高具有显著的效果,且在几种精密星历下均表现良好的收敛性;短基线通过增加基线处理回数及组合平差,成果精度及可靠性进一步提高.     

四川及周边地区TEC异常与印度尼西亚地震关联性研究

使用中国地壳运动观测网络和美国喷气动力实验室的GPS TEC数据,通过滑动四分位法,对2019年8月2日印度尼西亚苏门答腊岛南部海域6.8级地震进行分析,研究印度尼西亚地震与四川及周边地区TEC异常的关联性.基于对四川及周边地区以及全球TEC的监测,我们发现在2019年7月25日(震前一周),印度尼西亚地震震源区及其北半球的磁共轭区域曾发生不同程度的TEC异常扰动现象.结合2011-2019年四川及周边地区GPS TEC数据与印尼6.0级以上地震目录统计分析发现,大部分印尼6.0级以上地震会在四川及周边地区出现TEC异常扰动现象.在时间上,异常集中在震前10 d至震后4 d的范围内,主要发生在地方时6:00-11:00,在7:00(LT)和10:00(LT)两个时刻形成两个峰值,而在夜间出现相关的异常最少;在空间上,在四川地区存在TEC异常的印尼强震集中在印尼西侧,印尼西侧与四川地区TEC异常表现出良好的关联性,且TEC异常扰动现象面积约为32×104 km2,异常面积巨大,易于监测.研究结果表明,四川及周边地区TEC异常与印尼6.0级以上强震具有很好的时空关联性,结合全球TEC异常分布可以对印尼地区地震监测发挥重要作用.     

2000—2020年全球MW6.0以上地震发生前电离层异常统计分析

1 研究背景 地震过程并不只局限于岩石圈,也会透过电磁场效应作用于对流层、电离层乃至磁层,其中,电离层前兆异常的出现具有较为稳定的时间尺度,在地震预报研究中具有较高价值(Pulinets et al,2021).但是,由于地震的等级与类型、震源机制与深浅、孕震区地质结构与位置、地震发生时间及空间环境等因素的不同,导致震...     

全球电离层TEC起伏特性分析

利用全球电离层TEC地图（GIMs）数据,在已经建立TEC气候学模式的基础上,计算了1998年以来固定UT时间的全球TEC起伏指数σDGEC．采用偏相关分析方法对σDGEC与太阳活动（F107指数）及其起伏（dF107）、地磁活动（Ap指数）、季节变化因子（太阳偏置角）等因素,以及上述因素的非线性组合等的相关性进行分析,发现σDGEC与F107、Ap指数具有最强的相关性,与F107指数和半年变化因子的交叉项F107×S、F107指数的二次方具有较好的相关性,同时,与F107指数与年变化因子的交叉项F107×A及F107扰动指数偏离值（dF107）的二次方也具有一定的相关性．据此,以这些因子作为驱动量,建立了σDGEC的多元回归模型．鉴于σDGEC反映全球范围内电离层TEC起伏的平均特性,并与太阳活动F107指数、地磁活动Ap指数具有良好的相关性,为此我们建议,将全球TEC相对起伏指数σDGEC作为描述全球电离层扰动状态及电离层天气特征的一个新参量．     

中纬电离层大尺度扰动的数值模拟

利用计算机模拟研究了不同条件下中纬电离层F区大尺度扰动的时空演变.当存在幅度约为5％的初始扰动时,Perkins不稳定性能发展成为大尺度电离层不均匀体.大气重力波能触发Perkins不稳定性,在更短时间内增长成为大幅度电离层振荡.非均匀局部电场结构也能产生局部电离层的大幅度扰动.本义的模拟表明,中纬电离层大尺度扰动主要表现为磁通管内等离子体沿磁力线的振荡.模拟结果与观测现象符合得很好.     

近年来中国电离层物理研究进展

在梁百先等1994年评论的基础上，对最近几年来国内的电离层研究作了简单的回顾与评述侧重于电离层扰动及波动，电离层探测和资料分析方面的新发现，反演方法以及预报模式等方面．     

含谷电离层频高图剖面分析

本文在引进含谷电离层群、相高关系式以及含谷实际分布与单调等效分布“剖面差”概念的基础上,提出了从频高图估算谷电离的一种程序,并从理论上说明了相高曲线在剖面分析中的重要作用。 利用本程序对实测频高图既可作分片处理也可作模式换算。它可用于确定剖面的精细结构以及日常的剖面分析。     

利用陆态网络实时监测电离层TEC及在地震监测中的应用分析

中国大陆构造环境监测网络(陆态网络)是中国最大的GPS综合服务网络,该网络包括260个分布全国的GPS基准站。本文首先介绍了利用GPS研究电离层TEC的基本原理与方法,然后阐述了陆态网络电离层TEC监测系统的数据处理及产品发布的详细流程,最后分析了震前电离层异常现象与地震发生的耦合关系,并利用陆态网络电离层TEC监测系统的产品分析了四川省芦山7.0级地震的同震电离层扰动现象。     

玉树M_S7.1地震前电离层异常扰动分析

本文基于美国JPL实验室提供的全球电离层GPS TEC(GIM)数据和COSMIC掩星探测电子密度剖面,利用滑动四分位异常检测方法,综合分析了2010年4月13日青海玉树MS7.1地震前后15天内电离层异常的时空变化情况。研究结果表明,震前11天电离层TEC开始出现扰动异常,4月13日出现了明显的TEC增强现象,且峰值电子密度也存在相似的变化趋势,综合考虑空间活动水平等因素,认为这些异常很可能与玉树地震有关。     

第24太阳活动周中纬度电离层低电离水平的观测研究

延续2008—2009年的太阳极低活动期,第24太阳活动周开始后太阳活动性上升缓慢,即使在趋近峰年时太阳极紫外(EUV)辐射通量的水平仍显著低于前几个活动周.比较第23、24周的太阳辐射水平,及日本国分寺和子午工程武汉站的电离层测高仪观测,发现第24周的太阳EUV辐射、电离层F区临界频率(foF2)和峰值高度(hmF2)都显著低于第23周的同期水平;在较低高度上,偏低的EUV辐射带来的电子密度变化不明显,而峰值电子密度(NmF2)和0.1~50 nm太阳EUV辐射通量在多数时候都同步的偏低25%~50%;但是在夏季NmF2与EUV辐射的关联性较差,即NmF2的偏低在夏季较少.分析认为这与热层中性风的季节特点有关:在夏季午后,吹向极区的子午向风总是较弱,在第24周偏低的EUV辐射背景下,减弱的离子曳力使其他季节的极区向风得到增强,进一步促进了NmF2和hmF2的降低,使这一机制的效果非常显著.基于上述结论,在对第24周电离层进行预测预报时,需更多地考虑非直接电离机制的影响.总体而言,第24周的热层和电离层变化特征可能将有别于之前几个活动周的观测,并偏离人们在此基础上所形成的认识.