北半球高纬度地区电离层闪烁特性研究

北半球高纬度地区电离层闪烁特性研究

论文摘要

电离层闪烁主要集中在赤道附近和高纬度地区,其对导航系统定位精度与民航系统可靠性有着重要的影响。针对卫星导航系统高精度和民航系统高可靠性的服务需求,开展全面的电离层研究显得尤为重要。高纬度地区受各种因素限制开展的多测站长期的电离层闪烁分析较少,本文基于北半球高纬度地区(加拿大地区)11个电离层监测站电离层闪烁及GPS观测数据,分析了2015至2018年北半球高纬度地区电离层闪烁随年、月、地方时的变化特性,确定该地区电离层相位闪烁在空间(卫星高度角和方位角)上的分布特点。并针对地磁活动因素,详细分析其在不同纬度上与电离层相位闪烁的联系。最后,针对2018年8月磁暴事件激发的电离层活动及其对卫星导航定位系统的影响展开了详细的分析与讨论。研究内容包含以下结论:1.2015年至2018年各测站的相位闪烁年发生率逐年减小,2017年相位闪烁在春、秋季(3和9月左右)的发生率较夏、冬季(6和12月左右)高,呈现出显著的季节变化特性,但在2018年的分析中季节特性并不明显。每个测站在不同季节相位闪烁集中发生的地方时整体一致,且集中的地方时与测站纬度有关。2.每个测站相位闪烁均集中发生在0°-20°和70°-90°的卫星高度角区间。地理纬度大于60°的测站上,卫星高度角70°-90°区间上相位闪烁发生率最高。不同纬度的测站,闪烁发生率集中的方位角区间大有不同。其中最低和最高纬度,电离层相位闪烁分别集中在北向和南向附近;在地理纬度58°-65°的测站上,闪烁发生率在南向和北向附近存在两个极大值,东西向存在两个极小值。3.地理纬度56°-64°区域内测站电离层相位闪烁发生率与地磁活动强度呈正相关趋势,最大相关性系数为0.91。2018年8月26日磁暴期间,全球和北半球高纬度地区电离层电子含量最大异常分别约20TECU、6TECU。该次磁暴阶段相位闪烁发生率最高达12.7%。相位闪烁发生时,ROTI指数也出现异常。在无闪烁阶段,水平和垂直方向定位误差的均方根误差(RMS)均不超过0.4m;闪烁发生时,各测站水平方向定位误差的RMS最大约0.7m,垂直方向最大约1.7m。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  •   1.1 研究背景
  •   1.2 研究目的与意义
  •   1.3 研究现状
  •   1.4 本文研究思路
  • 2 电离层研究的基本原理与方法
  •   2.1 电离层基本特性
  •     2.1.1 电离层变化特征
  •     2.1.2 电离层对无线电信号的影响
  •   2.2 电离层闪烁与扰动理论
  •     2.2.1 电离层闪烁
  •     2.2.2 电离层扰动
  •   2.3 小结
  • 3 北半球高纬度电离层闪烁时空特性分析
  •   3.1 数据与方法
  •     3.1.1 研究数据
  •     3.1.2 闪烁发生率
  •   3.2 电离层闪烁时间特性
  •     3.2.1 电离层闪烁逐年变化及纬度特性
  •     3.2.2 电离层闪烁逐月变化
  •     3.2.3 电离层闪烁随地理地方时变化
  •   3.3 电离层闪烁空间特性
  •     3.3.1 电离层闪烁随卫星高度角的变化
  •     3.3.2 电离层闪烁随卫星方位角的变化
  •   3.4 小结
  • 4 地磁活动强度与电离层闪烁相关性分析
  •   4.1 数据与方法
  •     4.1.1 研究数据
  •     4.1.2 相关性分析
  •   4.2 地磁活动强度对北半球高纬度电离层相位闪烁的影响
  •   4.3 小结
  • 5 2018年8月26日磁暴事件电离层活动及影响分析
  •   5.1 IGS全球电离层产品与研究方法
  •     5.1.1 IGS全球电离层产品
  •     5.1.2 双线性内插确定测站TEC
  •     5.1.3 滑动四分位距法TEC异常探测
  •   5.2 2018年8月26日磁暴事件
  •   5.3 磁暴活动对全球及加拿大地区电离层TEC的影响
  •   5.4 磁暴活动电离层闪烁与ROTI异常分析
  •   5.5 磁暴期电离层闪烁对定位的影响
  •   5.6 小结
  • 6 总结与展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录
  •   个人简历
  •   攻读学位期间论文发表及项目参与情况
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 王格

    导师: 洪友堂

    关键词: 北半球高纬度,电离层相位闪烁,电离层电子含量,电离层电子含量变化率指数

    来源: 中国地质大学(北京)

    年度: 2019

    分类: 基础科学,信息科技

    专业: 地球物理学,电信技术

    单位: 中国地质大学(北京)

    分类号: TN967.1;P352

    DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000907

    总页数: 78

    文件大小: 4989K

    下载量: 52

    相关论文文献

    • [1].低纬地区L波段电离层闪烁预报方法[J]. 桂林电子科技大学学报 2017(04)
    • [2].卫星导航电离层闪烁环境保障方法研究[J]. 全球定位系统 2015(06)
    • [3].赤道异常特征对桂林地区L波段电离层闪烁逐日变化的影响[J]. 桂林电子科技大学学报 2015(02)
    • [4].针对静止气象卫星通讯链路的电离层闪烁监测[J]. 华南地震 2009(S1)
    • [5].双模电离层闪烁监测系统设计与实现[J]. 雷达科学与技术 2019(02)
    • [6].太阳活动对赤道电离层闪烁影响的初步研究[J]. 电波科学学报 2012(02)
    • [7].基于化学物质释放的电离层闪烁抑制方法研究[J]. 物理学报 2019(10)
    • [8].一种考虑春秋分不对称性的电离层闪烁发生概率季节变化模型[J]. 电波科学学报 2019(02)
    • [9].ROTI计算策略的初步分析比较[J]. 天文学报 2017(06)
    • [10].基于多手段观测的海口站电离层闪烁对地磁暴响应研究[J]. 电波科学学报 2019(03)
    • [11].磁暴对赤道地区L波段电离层闪烁的影响研究[J]. 空间科学学报 2012(06)
    • [12].基于最小熵星载合成孔径雷达电离层效应校正[J]. 电波科学学报 2015(05)
    • [13].桂林地区GPS电离层闪烁特征分析[J]. 桂林电子科技大学学报 2012(06)
    • [14].利用实时小波降噪的抗电离层闪烁载波跟踪[J]. 国防科技大学学报 2017(05)
    • [15].华南地区TEC耗尽及增强与电离层闪烁的相关性[J]. 华南理工大学学报(自然科学版) 2013(12)
    • [16].L波段电离层闪烁与TEC监测系统研制[J]. 电波科学学报 2008(04)
    • [17].基于频域GPS信标提取电离层闪烁信息的方法[J]. 扬州大学学报(自然科学版) 2011(03)
    • [18].磁扰和磁静期间南极McMurdo地区电离层闪烁统计特征的对比分析[J]. 电波科学学报 2017(04)
    • [19].基于GPS的广州地区电离层闪烁谱分析[J]. 空间科学学报 2018(03)
    • [20].基于卡尔曼滤波的抗电离层闪烁跟踪算法研究[J]. 上海航天 2018(01)
    • [21].低纬电离层闪烁对强磁暴的响应[J]. 电波科学学报 2010(05)
    • [22].卫星导航可用性监测技术[J]. 全球定位系统 2018(06)
    • [23].基于GNSS技术的电离层闪烁实时监测系统设计与实现[J]. 测绘通报 2019(S2)
    • [24].电离层闪烁对导航接收机性能的影响[J]. 中国空间科学技术 2014(03)
    • [25].电离层闪烁对卫星导航系统性能影响的仿真分析[J]. 全球定位系统 2011(01)
    • [26].2011年春秋季广州站测距异常探因[J]. 科技视界 2013(26)
    • [27].极区电离层闪烁特征初步分析[J]. 电波科学学报 2015(02)
    • [28].电离层闪烁对静止气象卫星通信影响的初步分析[J]. 地球物理学进展 2013(04)
    • [29].2011年春秋季广州站测距异常探因[J]. 山东工业技术 2013(08)
    • [30].三亚和桂林L波段电离层闪烁特征的比较[J]. 桂林电子科技大学学报 2018(03)

    标签:;  ;  ;  ;  

    北半球高纬度地区电离层闪烁特性研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢