利用雙頻GNSS觀測(cè)和IRI模型對(duì)比分析桂林地區(qū) 電離層TEC變化特征.pdf

1、密級(jí)桂林電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文題目利用雙頻GNSS觀測(cè)和IRI模型對(duì)比分析桂林地區(qū)電離層TEC變化特征（英文）（英文）ComparisonoftheVariationacteristicsofIonosphericTECoverGuilinbyUsingDualfrequencyGNSSObservationstheIRIModel研究生學(xué)號(hào):1308202022研究生姓名:張曉雪指導(dǎo)教師姓名、職務(wù)指導(dǎo)教師姓名、職務(wù):鄒玉

2、華教授申請(qǐng)學(xué)位門(mén)類(lèi):申請(qǐng)學(xué)位門(mén)類(lèi):工學(xué)碩士學(xué)科、專(zhuān)業(yè)名稱(chēng):學(xué)科、專(zhuān)業(yè)名稱(chēng):控制科學(xué)與工程提交論文日期:提交論文日期:2016年4月論文答辯日期:論文答辯日期:2016年6月摘要I摘要電離層總電子含量（TotalElectronContent，簡(jiǎn)稱(chēng)TEC）是電離層電子密度沿衛(wèi)星至接收機(jī)傳播路徑上的積分。采用電離層薄層模型，可由TEC得到衛(wèi)星信號(hào)穿刺點(diǎn)（即衛(wèi)星至地基接收機(jī)傳播路徑與電離層薄層的交點(diǎn)）上的VTEC（VerticalTotalE

3、lectronContent，即垂直TEC）。VTEC是描述電離層特征的重要參量。監(jiān)測(cè)VTEC的時(shí)空變化規(guī)律對(duì)于電離層物理研究、太陽(yáng)活動(dòng)監(jiān)測(cè)、空間環(huán)境天氣預(yù)報(bào)、地震預(yù)報(bào)研究等具有重要意義。桂林（地理坐標(biāo)：25.29N110.33E；地磁坐標(biāo)：15.04N181.98E）處于電離層赤道異常區(qū)的北峰附近。本文利用布設(shè)在桂林的電離層閃爍與TEC監(jiān)測(cè)儀（簡(jiǎn)稱(chēng)ISATM）2014年的雙頻GNSS（指GPS和GLONASS衛(wèi)星）觀測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算得到了

4、桂林上空的VTEC序列（簡(jiǎn)稱(chēng)GNSSVTEC），并與國(guó)際參考電離層（InternationalReferenceIonosphere，簡(jiǎn)稱(chēng)IRI）模型2012版估算的桂林VTEC（簡(jiǎn)稱(chēng)IRI2012VTEC）進(jìn)行了比較。本文的主要工作和研究結(jié)果如下。（1）開(kāi)發(fā)了ISATM觀測(cè)數(shù)據(jù)后處理軟件，實(shí)現(xiàn)了由ISATM輸出的1Hz采樣率的GNSS衛(wèi)星的L1偽距、L2偽距、L1載波相位、L2載波相位和仰角等觀測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算桂林上空的VTEC序列。本文首

5、先根據(jù)L1L2雙頻偽距觀測(cè)數(shù)據(jù)得到絕對(duì)TEC，根據(jù)L1L2雙頻載波相位觀測(cè)數(shù)據(jù)得到相對(duì)TEC。然后根據(jù)最小二乘法原理，采用將相對(duì)TEC數(shù)據(jù)和絕對(duì)TEC數(shù)據(jù)“對(duì)齊”的方法，獲得沿GNSS衛(wèi)星至ISATM斜路徑上的高精度絕對(duì)TEC。最后根據(jù)每天仰角大于45的所有GNSS衛(wèi)星的高精度絕對(duì)TEC數(shù)據(jù)，采用基于行作用技術(shù)的代數(shù)重建法，計(jì)算得到時(shí)間采樣間隔為2分鐘的桂林上空VTEC序列。（2）根據(jù)距桂林211km的邵陽(yáng)電離層垂測(cè)儀（地理坐標(biāo)：26.

6、89N，111.46E）提供的時(shí)間采樣間隔為1h的F2層臨界頻率f0F2，得到F2層峰電子密度NmF2。然后將GNSSVTEC隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)與NmF2隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)兩者隨時(shí)間變化的趨勢(shì)基本一致，說(shuō)明本文計(jì)算得到的GNSSVTEC是合理的。（3）分析處理了2014年1月、3月、4月、7月、9月（即冬、春、夏、秋四個(gè)季節(jié)的典型月份）期間所有磁平靜日內(nèi)的ISATM觀測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算得到了每天的GNSSVTEC序列。在此基礎(chǔ)上，

7、分析了桂林上空VTEC的周日變化特征、逐日變化特征和季節(jié)變化特征，并將GNSSVTEC與IRI2012模型估算的桂林VTEC（即IRI2012VTEC）進(jìn)行了對(duì)比分析。對(duì)比分析結(jié)果表明，GNSSVTEC與IRI2012VTEC相差較大，IRI2012模型無(wú)法描述位于電離層赤道異常區(qū)的桂林的VTEC變化特征。1）分析VTEC周日變化特征后發(fā)現(xiàn)，GNSSVTEC的周日變化比較劇烈，而IRI2012VTEC的周日變化較平緩。GNSSVTEC的