黄文耿[1]2003年在《强电磁场对电离层改变的计算机数值模拟研究》文中指出本论文中强电磁场指的是地面入射的能量集中的强高频电磁波束和闪电放电后产 生的大尺度的静电场。在内容上，全文共分为两大部分，着重对大功率高频无线电波 加热电离层和闪电准静电场对夜间低电离层的电离进行了计算机数值模拟研究。其中 对人工加热电离层的研究是本文的主要内容 。 根据大功率无线电波与电离层等离子体相互作用的特点，分别建立了低电离层 60 （120km）和高电离层150 （400km）自恰的加热理论模型，作为模型，应用计算 了一定背景电离层条件下，在一定入射电波作用下，电离层电子温度和电子数密度的 变化。计算结果表明，在低电离层和高电离层它们均有不同程度扰动。对于以欧姆加 热为主的低电离层，带电粒子的输运过程可以忽略。电子数密度的变化主要是由于电 子温度的变化而造成复合系数的变化所引起的， 电波的自吸收效应在低于90km以 下的高度上比较显着，电子温度有明显的增加，在高于90km的高度上，电波的自吸 收效应可以忽略，且电子温度的增加幅度较小。在输运占优的高电离层电子数密度 的变化主要是由于温度梯度场所引起的热传导和扩散过程是主要的影响因素复合 系数的变化则是次要因素电子温度的最大增加量在电波的反射点附近电子密度的 变化有增有减电子温度达到平衡态的时间大约为几十秒而电子密度达到平衡态的 时间则较长大约为2~3分钟的量级电子温度的加热时标和冷却时标具有很好的对 称性而且热传导过程十分明显。在整个电离层的加热过程中，背景参数对加热效果 有不同程度的影响但子午面内的背景水平热层风对高电离层的加热效果几乎没有影 响 ， 数值计算结果与实验结果有很好的符合。在以上研究的基础上，本文还用PIC粒 子模拟的方法对加热实验中经常观测到的两个现象进行了计算机模拟研究。首先，模 拟了加热泵波对赤道电离层E区双流不稳定性的影响，模拟结果定性地表明，在一定 条件下加热泵波对发生在该区域的双流不稳定性有很好的致稳或不稳作用。其次 ， 我们对发生在电离层加热实验中SEE现象进行了一维模拟研究，结果表明，在电离层 的上混杂共振层中静电波的激发对SEE的产生起着重要的作用 。 雷暴云中的正电荷瞬时对地放电后，在电离层的高度上能够产生短暂的准静电场， 它是经常观测到的“sprites”光学现象的源。本文分别利用点电荷模型和自恰的QE 场模型计算了QE场大小随高度的分布，对于强度为200C，高度在10km，对地放电时 间为1ms的正电荷，计算结果表明，在低电离层的高度（<90km）上 ， 此QE场均有很 大的数值，在某些高度上，该电场大于中性大气分子的击穿场。通过对Boltzmann方 程的数值求解表明，QE场能将电子加?
伍岳[2]2005年在《第二代导航卫星系统多频数据处理理论及应用》文中认为第二代导航卫星系统(GNSS2)最突出的特点就是拥有多个频率的观测值。多频的应用将使传统的双频导航定位模式发生深刻的变化:将多频应用于电离层折射误差,可对高阶项进行改正;多频组合观测值比双频组合观测值在波长、电离层折射误差等方面表现出更多的优势;多频观测值应用在模糊度的求解上,可以利用不同组合波长与观测误差之间的关系进行快速的固定。本文正是围绕着这些问题对多频数据处理进行了深入地研究。其主要内容有以下几点: 1 大气折射误差各种传统改正模型间的比较 分别对Marini、Chao、CFA、Mit、Mtt、Hopfield等对流层折射误差改正模型进行了比较,分析了在不同高度角及不同高程情况下各种模型间的差异。结果表明不同测站间的差异大小与测站间高差有关,且不同模型的差异随高度角的升高而变小。对于电离层折射误差,采用Klobuchar模型进行了不同高度角情况下的单频改正分析,结果表明测站间电离层折射改正的差异主要与测站到卫星的高度角有关,或者说与卫星到测站的几何图形有关。 2 电离层折射误差高阶项的改正 电离层折射误差是影响导航卫星定位的主要误差之一。本文研究了电离层对观测信号的主要影响及电离层折射误差模型,在总结电离层双频改正模型的基础上系统地推导了多个频率的电离层改正模型及相位观测值无电离层组合模型。这些模型将电离层折射误差改正至二阶项,可进一步提高导航定位的精度。通过实例计算,该模型可使改正后的电离层折射误差在电子密度较大(TEC=4.55e18)的情况下降到5mm(双频改正只能降到5.7cm),在一般(TEC=1.38e18)情况下降到亚mm级(双频改正为1.8cm),这也说明了在高精度定位中对电离层折射误差高阶项改正的必要性。 3 研究了多频数据的各种组合模式,分析了多频组合的各种特性 在载波观测方程中通常通过载波之间的相关性进行线性组合来有效消除各种测量误差,从而提高解算整周模糊度的成功率,以达到高精度定位的目的。本文在多频相位组合定义的基础上,对组合后的误差影响进行了详细的分析;针对误差特性给出了组合观测值在波长、电离层误差等方面的选取标准,并列出了一系列典型的组合,为利用多频求解模糊度奠定了理论基础。 4 从理论上研究了组合观测值的定位精度,推导了具体的数学模型 从单独利用一组组合观测值进行导航定位的角度出发,对组合观测值的定位精度进行了理论上的分析。从多频相位组合观测方程的方差-协方差出发,通过误差传播规律逐一推导了各误差项方差的表达式,并在此基础上分析了其变化规律及对定位精度的影响;为了提高单一组合进行定位的精度,提出了最优相位组合的标准,并对该组合进行了求解与验证。
杜斌[3]2008年在《工业电雷管在电磁环境下的受作用机理与安全性研究》文中指出电磁环境会影响到工业电雷管在生产,运输和使用中的安全性和可靠性,历史上由于电雷管接收到电磁辐射能曾引发过多起严重的事故。本文开展了对工业电雷管在电磁环境下所受到的危害,危害产生的机理,以及如何防止和减小射频危害的研究。本文探讨了电磁辐射对工业电雷管安全性和可靠性的危害,研究了电磁场能量耦合的方式和射频致使工业电雷管发火的模式。本文提出了工业电雷管受电磁环境危害的机理:工业电雷管相当于天线从射频场中接收到能量,该能量在桥丝中产生电流,从而导致电雷管意外发火或瞎火。本文通过数值模拟,建立了工业电雷管在射频环境下的二维模型。计算表明桥丝的几何参数对工业电雷管在电磁环境下的意外发火起着至关重要的作用,而桥丝、药剂的热学参数对桥丝温度有一定的影响,但不是主要影响因素。本文在中国兵器第213研究所火工品安全性可靠性国防科技实验室进行了工业电雷管射频阻抗和射频感度试验,给出了煤矿许用和地震勘探电雷管的射频感度。本文由最不利情况分析法对工业电雷管安全功率密度和防射频安全距离进行推算,给出了工业电雷管防射频安全距离。该防射频安全距离可以作为工程人员施工时的一个参考,也可用于爆炸安全事故的分析。本文设计出了一套利用等效远距离处电磁场强度来检验工业电雷管防射频安全距离的试验方法。并利用此方法在强电磁场国防科技重点试验室对工业电雷管防射频安全距离进行了现场验证,证明了工业电雷管防射频安全距离具有10倍的安全裕度。在最后本文提出应该从从提高工业电雷管的射频感度,衰减射频能量和隔离射频源叁个方面着手采取预防措施以提高工业电雷管在电磁环境中的安全性和可靠性。
程木松[4]2012年在《加热扰动异常非相干散射谱实验研究》文中研究指明本文从电离层加热的基本理论为出发，围绕电离层加热实验的非相干散射雷达观测结果展开了相关的研究。主要研究成果如下：1、基于电磁散射理论，讨论了单个电子、集体电子和连续介质的电磁散射问题，开展了非相干散射功率谱密度的理论推导。介绍了欧姆加热理论和等离子体参数不稳定理论。2、介绍了欧洲非相干散射雷达协会给出的官方非相干散射数据分析程序GUISDAP和可以实时监控非相干散射结果的软件RTG。拟写了数据分析软件CMS VHF Data Analyzer。3、研究了夏季电离层加热实验中产生的异常离子线谱特征。其结构为非相干回波的双峰和相干回波的单峰迭加形成的不对称的双峰，且相干回波占主要成分。异常谱的增幅随距离扰动中心渐远而迅速降低。回波功率最大值的高度有阶跃性下降的特征。根据多普勒频移分析，等离子体存在一个背离雷达视线方向的漂移速度，平均速度为1km/s。4、研究了加热实验中产生的异常等离子体线谱。其结构为明显的亮斑状，扰动高度范围为3km，增幅达到几百倍。
参考文献：
[1]. 强电磁场对电离层改变的计算机数值模拟研究[D]. 黄文耿. 中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心）. 2003
[2]. 第二代导航卫星系统多频数据处理理论及应用[D]. 伍岳. 武汉大学. 2005
[3]. 工业电雷管在电磁环境下的受作用机理与安全性研究[D]. 杜斌. 安徽理工大学. 2008
[4]. 加热扰动异常非相干散射谱实验研究[D]. 程木松. 西安电子科技大学. 2012
标签：地球物理学论文; 电离层论文; 电雷管论文; 射频信号论文; 电磁理论论文; 电磁加热论文; 误差分析论文; 射频论文; 电子论文;