时变三维电离层层析技术及其应用研究

发布时间：2023-03-04 14:46

　　电离层与人类活动关系密切,同时也对无线电通信、航天活动、卫星定位等有着重要影响。总电子含量(Total Electron Content,TEC)是描述电离层的一个重要物理量,利用GPS技术获取TEC是近年来电离层观测的一种主要手段。这种电离层观测技术常需要引入电离层薄层模型,而基于该模型计算得到的TEC,只能反映电离层的水平结构,不能反映电离层的垂直结构。为了提高电离层的空间分辨率,近30年来,电离层层析技术获得了广泛的关注与发展,该技术可以精确地获取电子密度的三维空间分布。但是,传统电离层层析技术一次层析仅能获取某个时刻的电离层分布,当对电离层进行连续层析或者层析预设收敛条件不理想时,则会产生计算量大、计算时间长、计算效率低等问题,且因融合的观测信息量少,导致层析精度相对较低。为解决上述问题,本文研究采用KALMAN滤波算法进行时变三维电离层层析,基于该滤波的层析算法可以快速、高效获取区域电离层电子密度,且层析重建结果可靠。本文的主要研究成果如下:1.详述了利用GPS数据进行电离层层析的原理和传统反演算法,针对传统电离层层析算法计算量大,无法快速获取电子密度的问题,本文研发了基于K...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

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作者简介
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 国内外研究现状
    1.2 本文研究意义与内容
第二章 电离层基本特性
    2.1 电离层的形成与分层
    2.2 电离层的变化
    2.3 电离层变化的影响因素
        2.3.1 电离层活动与太阳活动的关系
        2.3.2 电离层活动与地磁活动的关系
第三章 电离层层析基本原理与方法
    3.1 利用GPS观测值计算TEC
        3.1.1 GPS概述
        3.1.2 GPS观测量与观测方程
        3.1.3 利用GPS数据解算TEC原理
    3.2 电离层层析反演方法
        3.2.1 电离层层析原理
        3.2.2 电离层层析传统算法
        3.2.3 电离层参考模式
第四章 基于KALMAN滤波的时变三维电离层层析
    4.1 KALMAN滤波器介绍
    4.2 时变三维电离层层析技术
    4.3 磁静日的电离层层析
第五章 典型事件的三维电离层层析反演与分析
    5.1 电离层VTEC异常检测方法
    5.2 磁暴后电离层异常的层析反演与分析
        5.2.1 磁暴特性与数据处理
        5.2.2 磁暴期间电离层VTEC异常检测
        5.2.3 磁暴后电离层异常时段内的电子密度分布
        5.2.4 与垂测仪数据进行比较验证
    5.3 地震前电离层异常的层析反演与分析
        5.3.1 地震期间空间天气
        5.3.2 地震期间电离层VTEC异常检测
        5.3.3 地震前电离层异常时间段内电子密度分布
    5.4 讨论
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 工作展望
致谢
参考文献



本文编号：3754474