基于经验正交函数的天基电离层CT研究

发布时间：2023-04-11 21:30

　　电离层是日地系统的重要组成,不仅保护了地球上的生物免受太阳紫外辐射和宇宙高能粒子的直接作用,而且对穿电离层传播的无线电波产生反射、散射、吸收和折射等效应,电离层中的不规则和磁暴等会影响无线电波的通讯和GPS的导航定位精度。积极探索电离层以及其中的一些物理现象,是空间物理学领域的重要课题。电离层层析成像技术(Computerized Ionospheric Tomography,CIT)是电离层探测的一种新技术。对于电离层层析技术的研究已经展开30年,但由于电离层的复杂多变,关于电离层CT还有很多问题尚待深入研究。本文的研究目标是利用GRACE-GPS信标数据重建距地面高度(450～5000km)的电子密度二维分布。文中首先介绍了 GPS测量TEC(total electron content)原理以及误差来源,就GPS信标数据的周跳处理展开研究,提出了一种分步骤处理周跳的方法。然后将经验正交函数(Empirical Orthogonal Function,EOF)加入到CT算法中,通过模拟反演和真实反演,对比像素反演和EOF反演算法的重建结果。此外,利用EOF反演算法重建了 2003年...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1. 电离层及磁暴概述
    1.1 电离层简介
    1.2 磁暴简介
    1.3 与磁暴有关的物理现象
        1.3.1 增强的极光活动
        1.3.2 中纬槽的暴时响应
        1.3.3 电离层赤道异常
    1.4 本章小结
2. GPS测量TEC原理与电离层CT技术
    2.1 GPS信标测量TEC的原理
        2.1.1 GPS全球定位系统
        2.1.2 GPS观测值
        2.1.3 GPS观测值的误差分析
        2.1.4 GPS信标计算TEC的原理
    2.2 电离层层析技术
        2.2.1 电离层CT算法的基本原理
        2.2.2 反问题的求解方法
        2.2.3 电离层CT基函数
        2.2.4 ART重建算法
    2.3 本章小结
3. 周跳的探测与修复
    3.1 引言
    3.2 周跳产生的原因
    3.3 周跳检验量的构造
    3.4 相位减伪距法
        3.4.1 相位伪减伪距法实例分析
    3.5 电离层残差法
        3.5.1 电离层残差法实例分析
    3.6 伪距相位组合法
        3.6.1 伪距相位组合法实例分析
    3.7 二级组合法
    3.8 基于二级组合法对CT重建数据的预处理
    3.9 本章小结
4. 电离层天基CT反演
    4.1 数据来源
    4.2 基于像素类函数的差分CT反演
    4.3 基于经验正交函数的差分CT反演
    4.4 经验正交函数和像素类基函数的CT反演对比
        4.4.1 模拟反演结果对比
        4.4.2 真实反演结果对比
    4.5 磁暴事件分析
        4.5.1 电子密度大尺度结构反演事例
        4.5.2 磁暴期间电子密度分布的变化及中纬槽的响应
    4.6 本章小结
5. 总结与展望
参考文献
致谢



本文编号：3789783