基于GPS掩星觀測(cè)的電離層F2層形態(tài)學(xué)特征研究.pdf

1、電離層能夠影響無線電波的傳輸,其中電離層F2層的電子密度分布特征會(huì)顯著影響中、短波的傳播。GPS掩星觀測(cè)技術(shù)是一種新型的地球探測(cè)技術(shù),它具有全球覆蓋、可長(zhǎng)期穩(wěn)定觀測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。本文利用2007年–2011年COSMIC和GRACE兩個(gè)GPS掩星觀測(cè)系統(tǒng)提供的電離層電子密度剖面數(shù)據(jù)研究電離層 F2層峰電子密度(即NmF2)的全球分布特征。本文主要工作及研究結(jié)果如下。
　　(1)對(duì)于單次GPS掩星事件提供的電離層電子密度剖面數(shù)據(jù),將電子密

2、度視為隨高度變化的函數(shù)。通過設(shè)置2個(gè)參數(shù)(即M和k1)對(duì)電離層電子密度剖面數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選,以剔除不合理的剖面數(shù)據(jù)。然后,根據(jù)電離層電子密度斜率的正負(fù)變化,正確地提取出NmF2和相關(guān)的時(shí)間、地理位置信息。
　　(2)根據(jù)GPS掩星觀測(cè)所獲得的NmF2數(shù)據(jù)的特征,利用遺傳算法對(duì)BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化,通過MATLAB編程對(duì)優(yōu)化后的BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。然后,利用經(jīng)遺傳算法優(yōu)化的BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)GPS掩星觀測(cè)提供的NmF2進(jìn)行

3、插值處理,獲得NmF2的全球分布圖像。
　　(3)運(yùn)用上述方法,對(duì)2007年–2011年COSMIC和GRACE提供的電離層電子密度剖面數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,在獲取NmF2的全球分布圖像后,重點(diǎn)研究了赤道電離異常、威德爾海異常和廣義威德爾海異常的分布特征和變化規(guī)律。研究結(jié)果表明:赤道電離異常、威德爾海異常和廣義威德爾海異常均具有明顯的地方時(shí)變化特征和年變化特征。與太陽(yáng)活動(dòng)低年(即2007年–2009年)相比,太陽(yáng)活動(dòng)高年(即2010年和2