電離層受中小型磁暴影響特征的GNSS數(shù)據(jù)分析.pdf

1、電離層是日地空間環(huán)境的重要組成部分，與人類生產(chǎn)生活密切相關(guān)。由于太陽(yáng)活動(dòng)等因素引起的磁暴會(huì)導(dǎo)致電離層異常擾動(dòng)，進(jìn)而影響到GNSS導(dǎo)航定位和授時(shí)的精度，并對(duì)通訊系統(tǒng)、空間飛行器等造成嚴(yán)重影響。以往的研究主要集中在電離層對(duì)大型磁暴的響應(yīng)特征分析，缺少中小型磁暴對(duì)電離層影響的研究，因此，本文針對(duì)中小型磁暴對(duì)電離層影響的特征進(jìn)行系統(tǒng)分析研究，這對(duì)于進(jìn)一步提高GNSS導(dǎo)航定位精度以及深入研究不同等級(jí)磁暴對(duì)電離層影響特征和規(guī)律具有理論和應(yīng)用價(jià)值。近

2、年來(lái)，隨著全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System，GNSS)探測(cè)電離層技術(shù)的不斷發(fā)展，基于GNSS的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行電離層的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)被認(rèn)為是一種有效可靠的電離層探測(cè)手段。本文利用北美地區(qū)密集GNSS臺(tái)站網(wǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)，重點(diǎn)針對(duì)2012年1月1日至2013年12月31日發(fā)生的全部中小磁暴期間的電離層擾動(dòng)進(jìn)行特征提取、分析，并統(tǒng)計(jì)其變化規(guī)律，主要內(nèi)容如下：
　　(1)基于雙頻GNSS跟蹤站網(wǎng)觀測(cè)

3、數(shù)據(jù)，在對(duì)原始觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致預(yù)處理的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合載波相位和偽距觀測(cè)值的高精度、高時(shí)空分辨率的電離層電子總含量TEC(Total Electron Content，TEC)的反演;
　　(2)針對(duì)以往電離層擾動(dòng)計(jì)算方法在提取微小擾動(dòng)方面的不足，引入多分辨率小波變換方法，提取中小型磁暴引起的TEC擾動(dòng)值，進(jìn)而利用SADM-GPS(statistical angle of arrival and doppler method fo

4、r GPS)方法消除衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)對(duì)電離層行擾參數(shù)計(jì)算的影響;
　　(3)利用北美地區(qū)352個(gè)GNSS跟蹤站觀測(cè)數(shù)據(jù)，基于上述方法對(duì)2012年至2013年的全部中小型磁暴期間電離層行擾的參量（水平相速度、方位角、周期）進(jìn)行計(jì)算;
　　(4)對(duì)上述計(jì)算結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明:中小型磁暴引起的TEC擾動(dòng)幅值在0.2～2.5TECU之間，平均水平相速度為100～600m/s，方位角約在120°～240°之間，即TID傳播方向?yàn)槲髂戏?/p>