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。

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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

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