中國低緯地區(qū)GNSS電離層閃爍特征研究.pdf

1、電離層閃爍對星基通信系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)的正常工作有著嚴重的負面影響。中國南方的低緯地區(qū)屬于電離層閃爍頻發(fā)地帶。隨著GNSS的廣泛應(yīng)用，研究中國低緯地區(qū)GNSS電離層閃爍的特征具有很重要的意義。目前，國內(nèi)外對GPS衛(wèi)星L1C/A信號的電離層閃爍特征已開展了較深入的研究。隨著GPS的現(xiàn)代化，已有部分GPS衛(wèi)星發(fā)射新的民用信號L2C和L5，這些新的民用信號能更好地滿足民用需求。但是，對GPS衛(wèi)星L2C和L5信號以及GLONASS衛(wèi)星各頻率信號的電

2、離層閃爍特征的研究較少。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對安裝在桂林的GPStation6多頻電離層閃爍監(jiān)測儀2015年7月至2016年12月期間的GNSS閃爍觀測數(shù)據(jù)進行了分析和處理。首先開發(fā)了分析和處理GPStation6多頻電離層閃爍監(jiān)測儀觀測數(shù)據(jù)的程序。然后，分析了GNSS衛(wèi)星（包括GPS、GLONASS、QZSS和 SBAS衛(wèi)星）L1C/A信號幅度閃爍的逐月變化特征。接著在相同的電離層閃爍環(huán)境下，對同一顆GNSS衛(wèi)星不同頻率

3、信號的閃爍強度進行了對比分析。結(jié)果表明，在閃爍期間，同一顆GNSS衛(wèi)星不同頻率信號的幅度閃爍指數(shù)S4之間的線性相關(guān)性很強，且信號頻率越低幅度閃爍越強（即S4越大）。與L1C/A信號相比，L2C和L5信號更容易發(fā)生失鎖現(xiàn)象。然后利用GPS和QZSS衛(wèi)星的三頻觀測數(shù)據(jù)計算電離層TEC，發(fā)現(xiàn)由L1C/A-L2C載波相位組合計算得到的相對TEC和由L1C/A-L5載波相位組合計算得到的相對TEC隨時間變化的趨勢是一致的。這表明，由于GNSS衛(wèi)星

4、發(fā)射第三個頻率的信號，電離層TEC的計算將會有更多選擇。最后研究了GNSS電離層閃爍與TEC耗空的聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)桂林地區(qū)的GNSS幅度閃爍總是伴隨TEC耗空現(xiàn)象，說明2015年7月至2016年12月期間桂林地區(qū)的電離層幅度閃爍是由等離子體泡不規(guī)則結(jié)構(gòu)引起。⑵利用2012年1月至12月的桂林（地磁緯度：15.04°N）、深圳（地磁緯度：12.64°N）和三亞（地磁緯度：8.33°N）的GPS閃爍觀測數(shù)據(jù)，對中國低緯地區(qū)不同臺站的GPS電離層閃

5、爍特征進行了對比分析，包括三個臺站GPS電離層閃爍的逐日變化、逐月變化和地方時變化特征。結(jié)果表明，三亞的電離層閃爍發(fā)生率比桂林和深圳的大，但閃爍強度比桂林和深圳的?。簧钲诘拈W爍發(fā)生率和強度均比桂林的大。三站電離層閃爍均表現(xiàn)出典型的季節(jié)變化特征，即春秋季的閃爍發(fā)生率、強度和歷時均明顯強于夏冬季。對于三站，無論任何季節(jié)，三亞的閃爍發(fā)生率最大且歷時最長，深圳次之，桂林最弱。三站的閃爍事件主要發(fā)生在地方時19點至次日凌晨4點。三亞閃爍開始時間比