多源数据融合的全球电离层建模研究

发布时间：2023-02-14 14:52

　　电离层是日地空间环境的重要组成部分,监测与研究电离层中的各种现象,进而揭示其时空变化规律和物理机制,不仅有利于推动电离层理论和地球科学领域交叉学科的研究,而且有利于航天、航空和通讯等应用方面的发展。GNSS卫星系统的出现,极大地促进了大范围、连续性和高精度的电离层探测的发展。现有的全球电离层模型主要是采用地基GNSS数据建立的,由于地基GNSS跟踪站在全球的分布并不均匀,尤其在海洋地区,造成现有的全球电离层模型精度和可靠性较低。针对全球电离层模型在海洋或远离GNSS基准站区域的精度和可靠性较低这一问题,本文在研究GPS/GLONASS数据融合的基础上,联合卫星测高和DORIS数据,建立高精度、高可靠性的多源数据融合全球电离层格网模型。研究工作主要包括以下几个方面:(1)研究了 GNSS观测数据、海洋测高数据和DORIS数据的处理方法。详细推导了地基GNSS、海洋测高卫星和DORIS系统提取电离层TEC的公式。GNSS数据处理主要研究了载波相位平滑伪距的算法,海洋测高数据处理主要研究了数据去噪,DORIS数据处理主要研究了如何将相对电离层TEC转换为绝对TEC的方法。(2)建立了双系统G...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
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1 绪论
    1.1 电离层研究背景及其意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 GNSS全球电离层建模研究
        1.2.2 多源数据融合的全球电离层建模研究
    1.3 研究内容与结构安排
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 结构安排
2 电离层的基本特性
    2.1 电离层的形成与分层
        2.1.1 电离层的形成
        2.1.2 电离层的分层
    2.2 电离层的时空变化特征
    2.3 磁暴和电离层暴
    2.4 地磁指数
        2.4.1 C,Ci指数
        2.4.2 K,Kp,Ap指数
        2.4.3 Dst指数
        2.4.4 AE指数
    2.5 电离层模型
        2.5.1 Bent模型
        2.5.2 IRI模型
        2.5.3 Klobuchar模型
    2.6 电离层折射指数
    2.7 本章小结
3 电离层建模理论与方法
    3.1 利用GNSS双频观测值提取电离层观测量
    3.2 利用海洋测高卫星观测值提取电离层观测量
    3.3 利用DORIS观测值提取电离层观测量
    3.4 电离层数学模型
    3.5 坐标系统
    3.6 电离层薄层假设
    3.7 投影函数
    3.8 多源数据融合
    3.9 本章小结
4 地基GNSS的全球电离层球谐函数建模及精度分析
    4.1 全球电离层建模流程
        4.1.1 数据准备
        4.1.2 数据预处理
    4.2 估计策略
        4.2.1 分段常数法
        4.2.2 分段线性法
    4.3 差分码偏差处理
    4.4 精度验证指标
    4.5 GPS/GLONASS双系统电离层建模结果
    4.6 GPS/GLONASS双系统建模结果精度验证
        4.6.1 球谐系数验证
        4.6.2 VTEC验证
        4.6.3 DCB验证
    4.7 本章小结
5 多源数据融合的全球电离层建模及精度分析
    5.1 空基电离层观测值
        5.1.1 海洋测高卫星数据处理
        5.1.2 DORIS数据处理
    5.2 不同系统观测数据定权
    5.3 多源数据融合建模的结果精度验证
        5.3.1 多源数据融合GIMs与分析中心GIMs对比
        5.3.2 多源数据融合GIMs与地基GIMs对比
        5.3.3 与GNSS d STEC比较
        5.3.4 磁暴期间多源数据融合GIMs的精度验证
    5.4 测高卫星和DORIS偏差分析
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3742571