研究台风引起电离层扰动的形态特征

发布时间：2023-11-28 18:26

　　电离层是全球导航卫星系统(GNSS)定位误差的主要来源,当电离层处于平静状态,采用差分技术或GNSS多频技术将有效降低电离层误差的影响。台风活动会引起电离层中小尺度扰动,对GNSS安全运行构成严重威胁。然而,台风引起电离层扰动的规律与耦合机理仍未明确,缺乏系统、完整的研究。本文围绕台风引起电离层扰动的规律和耦合机理进行了以下几个方面的研究。1)介绍了双频GPS解算电离层TEC的基本原理、主要算法和一般流程,并基于该方法提取北京房山GPS站(BJFS)2018年全年电离层TEC值。相较于IGS提供的GIM产品,本文提取的电离层TEC值精度较高,其均方根误差为2.78 TECU,且精度与季节和本地时间有关,秋冬高于春夏,夜间高于白天;2)介绍了三种电离层TEC异常探测方法:滑动四分位距法、卡尔曼滤波法和本文所用的相关系数法。利用上述方法对2015年尼泊尔8.1级大地震期间电离层TEC进行异常探测,结果表明三种方法都能对地震前后的电离层TEC异常进行有效探测,而利用相关系数法探测到的TEC异常与地震发生的次数和时间更加吻合;3)基于深圳电离层闪烁仪观测数据对电离层闪烁指数S4、σφ与TEC变...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
缩略词注释表
1 绪论
    1.1 研究意义
    1.2 国内外研究动态
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本文研究的目标和主要内容
2 地基/掩星GPS电离层反演
    2.1 地基GPS电离层TEC反演
        2.1.1 电离层折射率指数
        2.1.2 电离层延迟解算
        2.1.3 接收机与卫星的硬件延迟解算
        2.1.4 本文提取的电离层TEC精度分析
    2.2 掩星电离层电子密度反演
        2.2.1 掩星GPS技术概述
        2.2.2 COSMIC与FY-3C卫星介绍
        2.2.3 Abel积分反演算法
        2.2.4 COSMIC与FY-3C一次掩星事件分析
    2.3 本章小结
3 电离层TEC时间序列异常探测
    3.1 电离层TEC异常常用探测方法
        3.1.1 滑动四分位距法
        3.1.2 卡尔曼滤波探测法
    3.2 基于太阳活动指数的TEC异常探测方法
        3.2.1 TEC数据来源与插值算法
        3.2.2 相关系数探测TEC异常原理与方法
        3.2.3 相关系数法的实际使用
    3.3 本章小结
4 GPS电离层闪烁监测方法
    4.1 电离层闪烁概述
    4.2 电离层闪烁指数与ROTI指数
        4.2.1 振幅闪烁指数
        4.2.2 相位闪烁指数
        4.2.3 ROTI指数
    4.3 闪烁指数与ROTI的相关性分析
        4.3.1 数据选取
        4.3.2 相关性结果分析
        4.3.3 基于香港CORS数据检验
    4.4 本章小结
5 台风期间电离层响应的形态特征与耦合机理
    5.1 台风与地磁、太阳活动
        5.1.1 台风相关信息
        5.1.2 地磁和太阳活动
    5.2 电离层扰动形态特征
        5.2.1 地基GPS提取的电离层TEC
        5.2.2 电离层闪烁
        5.2.3 电离层数字测高仪
        5.2.4 COSMIC/FY-3C掩星GPS
    5.3 耦合机理初步探讨
    5.4 本章小结
6 结论与展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果



本文编号：3868701