基于GPS數(shù)據(jù)區(qū)域電離層TEC空間分布的研究.pdf

1、地球電離層與人們的活動(dòng)息息相關(guān)，其上連外層空間,下接中層大氣，是日地環(huán)境系統(tǒng)中承上啟下的重要環(huán)節(jié)和關(guān)鍵層次。研究證明，電離層狀態(tài)及其變化對(duì)穿越的無線電信號(hào)的幅度、相位、信噪比產(chǎn)生影響，并且直接影響到通信、導(dǎo)航等，而且電離層狀態(tài)的變化對(duì)于上述情況產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。
　　如何預(yù)測(cè)電離層及異常分布，并較好地消除對(duì)用戶的影響，以便保護(hù)用戶生命和財(cái)產(chǎn)安全，是長(zhǎng)期相關(guān)學(xué)者研究的重要內(nèi)容之一?；诖?，本文主要利用EOF算法分析電子密度的空間分布，

2、并利用河北地區(qū)GPS CORS站的數(shù)據(jù)分析了電子密度的三維分布。本文的主要內(nèi)容如下：
　　1.本文重點(diǎn)介紹了利用GPS衛(wèi)星計(jì)算電離層電子含量TEC的原理和方法，尤其剖析了利用GPS雙頻觀測(cè)計(jì)算電離層電子含量TEC的原理。
　　2.研究了格網(wǎng)電離層單元化的建立原理和方法，重點(diǎn)探討了確定三維電離層模型投影矩陣的計(jì)算方法和過程，其具體原理是利用衛(wèi)星和接收機(jī)連線上的電子含量反演電子密度時(shí)，將待反演區(qū)域上空離散成很多的網(wǎng)格，本文簡(jiǎn)單的

3、認(rèn)為每個(gè)小網(wǎng)格內(nèi)的電子密度是一個(gè)常數(shù)，當(dāng)計(jì)算出衛(wèi)星與接收機(jī)連線穿過各個(gè)網(wǎng)格的截距時(shí)，也就是三維電離層投影矩陣，再乘以每個(gè)小網(wǎng)格的電子密度值，就可以得到該連線的TEC值，把每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)的電子密度值作為未知量，通過計(jì)算投影矩陣和TEC形成觀測(cè)方程，利用最小二乘法估計(jì)區(qū)域的電子密度分布。
　　3.主要利用球諧函數(shù)模型分析了TEC的空間分布，分別利用單測(cè)站和多測(cè)站對(duì)河北上空的電離層進(jìn)行了模擬計(jì)算，編寫了球諧函數(shù)電離層模型的數(shù)據(jù)處理流程，在本

4、文中利用n=3，m=2時(shí)的球諧函數(shù)模型來擬合河北上空不同高度的電離層，基于多基站擬合的結(jié)果要優(yōu)于基于單基站的擬合結(jié)果。
　　4.利用河北區(qū)域GPS CORS站2009年觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)該區(qū)域的電離層的電子密度分布進(jìn)行了計(jì)算。利用EOF算法計(jì)算的電子密度的變化趨勢(shì)同IRI模型變化趨勢(shì)基本一致，反映了該區(qū)域的電子密度的變化，并提取了電子密度在12:00:00時(shí)刻時(shí)各個(gè)經(jīng)緯度處隨高度變化的的分布圖，結(jié)果表明電子密度在300km~400km區(qū)