基于IRI模式的电离层预报模型建立 被引量：1

1

作者 黄炜昭 辛拓 +1 位作者 吉丽娅 黄林超 《测绘技术装备》 2024年第1期13-23,共11页

电离层内部带电粒子运动和变化状态受太阳辐射与地磁场作用的影响,服从物理规律的约束,常规数学逼近方法进行电离层预报缺乏物理机制的支持。由于断电断网等不可预计因素的影响,地面全球导航卫星系统(GNSS)连续观测站数据容易出现中断,... 电离层内部带电粒子运动和变化状态受太阳辐射与地磁场作用的影响,服从物理规律的约束,常规数学逼近方法进行电离层预报缺乏物理机制的支持。由于断电断网等不可预计因素的影响,地面全球导航卫星系统(GNSS)连续观测站数据容易出现中断,从而影响对电离层的监测,并进一步影响改正数播发。为了在GNSS连续观测站数据缺失的情况下,重现电离层误差延迟,填补观测数据空白,本文提出了一种基于物理模式的电离层总电子密度高精度时域预报方案,并通过模拟实验验证了基于物理模式的电离层时序预报方式相较于传统数学方法的优势。实验结果表明,基于IRI的电子浓度总含量(TEC)预报误差基本上都小于多项式计算的TEC预报误差的50%,且随着IGR权重的增加,基于IRI的TEC预报误差也逐渐变小,与模拟的TEC真值更加接近;通过对比拟合时段和预报时段与原始IRI2016模型的计算结果,发现更新后IG_(12)指数驱动下的IRI2016模型计算的TEC精度得到了明显提高,计算残差标准差精度上午时段在低纬度和中纬度地区分别提高了83.9%和49.8%,下午时段在低纬度和中纬度地区分别提高了63.0%和60.6%,与GNSS TEC的整体符合情况更好,从而验证了基于IRI模式建立的电离层预报模型在中国中、低纬度地区具有较高的应用精度。 展开更多

关键词 IRI IG_(12)指数 GNSS TEC 电离层预报

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南亚高压对青藏高原臭氧谷的动力作用 被引量：20

2

作者 郭栋 周秀骥 +2 位作者 刘煜 李维亮 王盘兴 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1302-1311,共10页

利用臭氧观测光谱仪/太阳紫外线后向散射仪(TOMS/SBUV)的臭氧总量资料和SAGEⅡ臭氧廓线资料计算了青藏高原区纬向偏差(一个量减去该量的纬圈平均值,定义为该量的纬向偏差)臭氧总量的逐月变化和高原区150—50hPa高度纬向偏差臭氧量的变化... 利用臭氧观测光谱仪/太阳紫外线后向散射仪(TOMS/SBUV)的臭氧总量资料和SAGEⅡ臭氧廓线资料计算了青藏高原区纬向偏差(一个量减去该量的纬圈平均值,定义为该量的纬向偏差)臭氧总量的逐月变化和高原区150—50hPa高度纬向偏差臭氧量的变化,二者相关显著,相关系数为0.977。由于在150—50hPa高度,夏季青藏高原臭氧谷最强,南亚高压最活跃,因此,青藏高原臭氧谷与南亚高压可能存在联系。在运行WACCM3模式时,将青藏高原地形高度削减至1500m,在150—50hPa高度南亚高压和青藏高原臭氧谷仍存在;该高度上南亚高压强度变小,青藏高原臭氧谷也减弱;南亚高压季节移动发生改变,青藏高原臭氧谷季节变化也随之改变。因此,推测南亚高压可能对青藏高原臭氧谷有重要作用。接着分析了模式输出的青藏高原区经向、纬向和垂直方向的臭氧输送。在南亚高压季节变化的不同阶段和不同方向上,环流对青藏高原臭氧谷的作用明显不同。150—50hPa,南亚高压上高原时,纬(经)向输送使青藏高原臭氧谷加深(变浅),垂直输送在低(高)层使青藏高原臭氧谷加深(变浅),总的动力作用使青藏高原臭氧谷减弱;南亚高压稳定在高原上空时,纬(经)向输送使青藏高原臭氧谷变浅(加深),垂直输送在中(底和顶)层使青藏高原臭氧谷加深(变浅),总的动力作用使青藏高原臭氧谷加深;在南亚高压从高原撤退时,纬(经)向作用使青藏高原臭氧谷加深(变浅),垂直作用使青藏高原臭氧谷变浅,总的动力作用使青藏高原臭氧谷中(底和顶)层加深;当南亚高压移至热带太平洋时,南亚高压对高原区臭氧影响较弱。 展开更多

关键词 青藏高原臭氧谷 南亚高压 季节演变 动力作用

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改进的Kriging技术实时重构区域电离层foF2的分布 被引量：24

3

作者 王世凯 焦培南 柳文 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期166-171,共6页

改进了kriging技术重构电离层F2层临界频率foF2的方法,利用国际参考电离层IRI2001模型作为背景场,通过拟合国际参考电离层模型得到“等效太阳黑子数”,并利用kriging技术来完成区域电离层的重构,是区域电离层重构的一种方法,它适合重构... 改进了kriging技术重构电离层F2层临界频率foF2的方法,利用国际参考电离层IRI2001模型作为背景场,通过拟合国际参考电离层模型得到“等效太阳黑子数”,并利用kriging技术来完成区域电离层的重构,是区域电离层重构的一种方法,它适合重构区域内电离层探测站较少的情况。与直接利用实测临界频率进行kriging重构相比,改进的kriging技术提高了重构的精度和稳健性。也表明了背景电离层模型在电离层重构中的重要作用。 展开更多

关键词 电离层 F2层临界频率 重构 Kriging技术 等效太阳黑子数

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斜测电离图反演及其不稳定性研究 被引量：17

4

作者 柳文 焦培南 王俊江 《电波科学学报》 EI CSCD 2003年第6期597-601,共5页

在已知固定地面距离的发射站和接收站之间的扫频斜向探测技术能够获得电波传播群时延对频率关系的斜测电离图。由于传输斜测信号的媒质是电离层 ,因此斜测电离图包含了探测距离上电离层状态的有用信息 ,可以通过对这种电离图的反演提取... 在已知固定地面距离的发射站和接收站之间的扫频斜向探测技术能够获得电波传播群时延对频率关系的斜测电离图。由于传输斜测信号的媒质是电离层 ,因此斜测电离图包含了探测距离上电离层状态的有用信息 ,可以通过对这种电离图的反演提取电离层的状态信息。采用Rao对返回散射电离图的反演算法和解不稳定问题正则方法的结合对斜测电离图进行了反演。该方法能够克服Rao算法的不稳定性 ,获得较好的反演结果 ,展示了在处理实际斜向探测电离图的应用前景。 展开更多

关键词 斜测电离图 电离层探测 反演 不稳定性 正则法

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高频多普勒频移和到达角实时探测与分析 被引量：11

5

作者 袁志刚 宁百齐 袁洪 《电波科学学报》 EI CSCD 2001年第4期487-492,共6页

测量电离层反射回波的高频多普勒频移和到达角等参数来观测和研究电离层的变化及运动 ,是一种经济有效的手段。新近研制的一套高频多普勒与到达角探测分析系统 ,由微型计算机、数据采集器、具有高稳定度频率源的 HF程控接收机以及天线... 测量电离层反射回波的高频多普勒频移和到达角等参数来观测和研究电离层的变化及运动 ,是一种经济有效的手段。新近研制的一套高频多普勒与到达角探测分析系统 ,由微型计算机、数据采集器、具有高稳定度频率源的 HF程控接收机以及天线阵等构成。这套系统的特点为接收频率、采样参数及工作方式等均可由计算机控制 ,并能实时地进行数据分析 ,获得电离层反射回波高频多普勒频移和到达角 ,对空间环境进行实时监测。同时 ,该系统兼有存储原始数据的功能 ,可根据需要进行脱机分析 。 展开更多

关键词 反射电离层 高频多普勒频移 到达角 实时探测

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应用武汉电离层斜向返回探测系统测量回波相位 被引量：8

6

作者 陈罡 赵正予 王烽 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期271-275,共5页

电离层作为时空随机变化介质,除了规则变化外还存在着不规则结构和随机变化,即电离层不稳定性,其直接影响是经过电离层传播的电波产生相位随机起伏。利用垂测仪和信标接收机测量精确相位数据的各种方法已被广泛应用,而应用具有大范围电... 电离层作为时空随机变化介质,除了规则变化外还存在着不规则结构和随机变化,即电离层不稳定性,其直接影响是经过电离层传播的电波产生相位随机起伏。利用垂测仪和信标接收机测量精确相位数据的各种方法已被广泛应用,而应用具有大范围电离层探测能力的高频天波超视距雷达测量回波相位的方法还没有文献提出。文中提出了一种从相位编码脉冲压缩体制电离层探测雷达测量的电离层信道双时响应中提取相位数据的理论。此理论被成功地应用于自行研制的武汉电离层斜向返回探测系统中,探测获得了有效的回波相位数据。 展开更多

关键词 电离层斜向返回探测 相位 电离层不稳定性 多普勒

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河北地区CORS网的电离层完备性监测分析 被引量：2

7

作者 赵传华 秘金钟 党亚民 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2013年第3期133-135,140,共4页

为确保河北CORS网用户定位结果的可靠性与可用性,利用电离层残差完备性监测指标IRIM、电离层残差内插不确定性指标IRIU对该网的数据进行了电离层完备性监测,结果表明该区域内电离层延迟在分米级以内,且较稳定。

关键词 河北地区 CORS网 完备性监测 IRIM IRIU 电离层延迟

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武汉地区垂直等效风场季节变化 被引量：1

8

作者 栾晓莉 刘立波 +1 位作者 雷久侯 万卫星 《电波科学学报》 EI CSCD 2002年第6期620-624,673,共6页

利用一种从电离层特性参数 (F层峰高和临频 )提取垂直等效风场的新方法 ,基于武汉地区数字测高仪数据 ,分析 2 0 0 0年武汉地区等效风场随季节的变化。结果表明 ,2 0 0 0年武汉地区垂直等效风场呈现明显季节变化 :冬季和夏季有相似的幅... 利用一种从电离层特性参数 (F层峰高和临频 )提取垂直等效风场的新方法 ,基于武汉地区数字测高仪数据 ,分析 2 0 0 0年武汉地区等效风场随季节的变化。结果表明 ,2 0 0 0年武汉地区垂直等效风场呈现明显季节变化 :冬季和夏季有相似的幅度变化趋势 ,但夏季主要垂直向上 ,冬季主要垂直向下 ;春季幅度小 ,秋季存在大的向下垂直漂移 ;秋季和冬季出现明显的凌晨凹陷现象 ,在冬季更为显著。借助经验电场模式估算仅由中性风引起的垂直漂移 ,并与由经验模式HWM93预报的水平风场引起的垂直漂移作比较 ,发现除少数时段外 。 展开更多

关键词 武汉 等效风场 季节变化 电离层垂测数据

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电离层薄层模型等效高度随时空变化的数值模拟 被引量：1

9

作者 王一举 袁洪 万卫星 《荆州师范学院学报》 2002年第5期36-38,共3页

在电离层薄层理论的基础上 ,对我国电离层TEC的质心高度随时间空间的变化进行了数值模拟 ,给出了我国范围内电离层TEC分布的地域特点 ,提出了电离层倾斜的概念 ,并给出了在实际工程模型建立中有用的两个结论 :一是电离层TEC等效薄层高... 在电离层薄层理论的基础上 ,对我国电离层TEC的质心高度随时间空间的变化进行了数值模拟 ,给出了我国范围内电离层TEC分布的地域特点 ,提出了电离层倾斜的概念 ,并给出了在实际工程模型建立中有用的两个结论 :一是电离层TEC等效薄层高度沿纬度倾斜 ,且变化很大 ,不可忽视 ;二是电离层等效薄层高度沿经度方向变化很小 ,带来的影响可以忽略 . 展开更多

关键词 等效高度 数值模拟 薄层模型 薄层高度 电离层薄层倾斜 时空分布

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电离层斜向返回探测系统中的DSP设计 被引量：6

10

作者 刘进华 赵正予 +1 位作者 陈雪涛 姚永刚 《武汉大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期132-136,共5页

研制了一个应用于电离层斜向返回探测的实时同步信号处理系统 该系统采用间隔收发体制 ,无探测盲区 ,比STUDIO系统探测精度更高、速度更快、距离更远 ,并且软件化程度更高 。

关键词 DSP 电离层探测 斜向返回探测系统 数字信号处理 直接存储器访问 间隔收发体制 IOBSS系统

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论电离层垂测天线 被引量：3

11

作者 易晶珑 李虎 +1 位作者 邓冀云 朱林芳 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期325-330,351,共7页

行波直导线是构成垂测天线的基本单元,它的场频特性主要取决于基频和倾角。按场频特性区分,直导线可分为三类,早期的垂测天线可分为三类,标准Delta天线就是其代表。五边形天线合理利用了两个超宽强场区,使该天线不仅有高而平稳的场强而... 行波直导线是构成垂测天线的基本单元,它的场频特性主要取决于基频和倾角。按场频特性区分,直导线可分为三类,早期的垂测天线可分为三类,标准Delta天线就是其代表。五边形天线合理利用了两个超宽强场区,使该天线不仅有高而平稳的场强而且能轻易达到二十倍频以上带宽。准菱形和双列角齿形也有良好性能,但对比证明五边形天线是最佳电离层垂测天线。 展开更多

关键词 宽带天线 五边形 基频 电离层垂测

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基于GPS数据的电离层模型和电离层延迟改正新方法研究(英) 被引量：8

12

作者 袁运斌 欧吉坤 《中国科学院研究生院学报》 CAS CSCD 2002年第2期209-214,共6页

根据大地测量、地球物理、空间物理和导航等领域的若干重要GPS科研项目的需要,系统研究了电离层延迟的高精度模拟和改正方法。报告的内容主要涉及GPS系统的电离层延迟的高精度改正,如何通过修正静、动态单、双频用户的电离层延迟影响,... 根据大地测量、地球物理、空间物理和导航等领域的若干重要GPS科研项目的需要,系统研究了电离层延迟的高精度模拟和改正方法。报告的内容主要涉及GPS系统的电离层延迟的高精度改正,如何通过修正静、动态单、双频用户的电离层延迟影响,进一步改善GPS测量的精度和可靠性,改进增强型GPS广域差分系统的电离层模拟及利用GPS监测电离层的理论和方法等。 展开更多

关键词 GPS 全球卫星定位系统 格网电离层模型 站际分区法 电离层蚀因子法 电离层延迟 电离层监测

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电离层电子密度剖面EoFs解析研究 被引量：4

13

作者 王先义 姬生云 奚迪龙 《电波科学学报》 EI CSCD 2004年第5期560-564,共5页

离子密度随高度的解析展开是电离层物理模式参数研究中的一个关键技术。用经验正交函数分析了 (EoFs)电离层电子密度剖面解析中的应用 ,研究并给出了利用EoFs进行电离层电子密度剖面解析展开和剖面重构的算法。以海口站 (2 0°N ,11... 离子密度随高度的解析展开是电离层物理模式参数研究中的一个关键技术。用经验正交函数分析了 (EoFs)电离层电子密度剖面解析中的应用 ,研究并给出了利用EoFs进行电离层电子密度剖面解析展开和剖面重构的算法。以海口站 (2 0°N ,110 .3°E)为例 ,给出了电子密度剖面解析与重构算法的应用实例 。 展开更多

关键词 电离层 电子密度剖面 经验正交函数 数值解析

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国家空间天气监测预警中心——武汉电离层监测技术研发中心

14

《中南民族大学学报（自然科学版）》 CAS 2010年第2期F0002-F0002,共1页

空间天气监测正成为发达国家的一种国家行为，监测和了解空间环境是作为海陆空之外的第4疆域来开拓的一项重要的基础性工作，电离层监测是空间天气监测的重要组成部分。为更好更快地发展我国的空间天气事业，形成与我国综合实力相适应... 空间天气监测正成为发达国家的一种国家行为，监测和了解空间环境是作为海陆空之外的第4疆域来开拓的一项重要的基础性工作，电离层监测是空间天气监测的重要组成部分。为更好更快地发展我国的空间天气事业，形成与我国综合实力相适应的空间天气业务能力，需要充分发挥国内各部门在研究、开发等方面的优势。为此，武汉电离层监测技术研发中心2010年4月由国家空间天气监测预警中心批准。于2010年5月在中南民族大学成立。 展开更多

关键词 空间天气监测 电离层监测 监测技术 研发中心 监测预警 武汉 中南民族大学 发达国家

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电离层行扰的GPS台网监测

15

作者 崔雁 徐继生 《武汉大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期641-644,共4页

利用分布在武汉、安陆、荆州三地的全球定位系统(GPS)接收机组成局域GPS台网,监测中国中低纬地区电离层行扰(TID)现象.基于小波变换的多分辨分析特性与Mallat算法,给出了从垂直总电子含量(QVTEC)的时间变化曲线中提取电离层扰动的算法.... 利用分布在武汉、安陆、荆州三地的全球定位系统(GPS)接收机组成局域GPS台网,监测中国中低纬地区电离层行扰(TID)现象.基于小波变换的多分辨分析特性与Mallat算法,给出了从垂直总电子含量(QVTEC)的时间变化曲线中提取电离层扰动的算法.并通过一个观测实例,说明了利用该方法可以有效地从QVTEC时间变化曲线中去除由卫星运动和电离层日变化等因素引起的日变化趋势,进而提取出短周期的电离层扰动.分析结果表明,本文提出的GPS组网方式和数据处理方法在中国中低纬地区TID监测中具有广阔的应用前景. 展开更多

关键词 全球定位系统 GPS台网 电离层监测 电离层行扰 小波变换 总电子含量 电子密度

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电磁和电离层监测的短期地震预报系统 被引量：1

16

作者 Mexico D. +1 位作者 F 张素琴 《国际地震动态》 2005年第11期51-62,共12页

最近科学界确定和公认这样一个事实:在大地震(火山喷发)之前的几天或几小时,在强震和火山活动区的地壳和对流层中存在电磁耦合过程,在电离层内存在异常变化。解释这一现象的一批物理模型出现了。其中最可能的模型基于大气边界层地壳发射... 最近科学界确定和公认这样一个事实:在大地震(火山喷发)之前的几天或几小时,在强震和火山活动区的地壳和对流层中存在电磁耦合过程,在电离层内存在异常变化。解释这一现象的一批物理模型出现了。其中最可能的模型基于大气边界层地壳发射物(氡、惰性气体和金属气溶胶)的化学反应。这些发射物改变了边界层的电导率,从而改变了活动区域内的大气电场值。根据实验测量,在大地震前几天或几小时,地表的地震感应的垂直电场强度可达到1至几个kV/m,而在无干扰情况下该值为100 V/m。异常电场渗透到电离层引起了不同种类的变化(离子成分、电子密度、标高、电子温度等的变化),这些变化用实验方法可以从地面及人造卫星上测量到。这样的变化被称作地震的电离层前兆。电离层前兆的优点在于电离层把活动区域作为一个整体,而不只是事件在地面上发生的一个点进行测量。这就避免了导致地面测量的物理和地球化学前兆中出现错误的前兆镶嵌式特征。第二个优点是与其他前兆比较电离层前兆的出现有稳定的时间尺度,这使它在短临地震预报中更具实用价值。因为对所有IASPEI需求的响应,我们现有的知识水平使得电离层前兆的短期地震预报成为可能。逼近震中的位置可以从电离层前兆沿磁力线到地面的投影估计出来。要预报的地震震级可以由电离层中被改变区域的大小估计出来。发震时间可以从电离层前兆出现的时间估计出来。考虑到提议的短临预报系统是第一次创建,地震参数测定的精确度将在系统测试阶段加以确定。作为第一步,这些参数可在理论上估计出来。项目任务阐明如下:(1)在墨西哥Guerrero州创建连续的电磁和电离层监测系统包括基于地面的电离层测高仪,IGEFUNAM和INEGI的GPS接收仪网络,电场探测器网络,监测P-H脉冲的高频(HF)接收仪,甚低频(VLF)接收仪,高频(HF)多普勒装置,氧元素的557.7 nm和630 nm谱线的光学测量法,磁力仪网络。(2)测试系统的质量,用实验的方法确定虚报和错报的概率及地震参数测定的精确度。(3)如果结果没有问题,就在墨西哥Guerrero州和墨西哥的所有地震活动区应用该系统。(4)把该体系推荐给其他遭受地震灾害的国家,使其在他们的地域内应用。部分已创建的体系和所使用的技术受专利保护。 展开更多

关键词 地震预报系统 电离层监测 短期地震预报 电磁 地面测量 大气边界层 实验测量 大气电场 短临地震预报 时间估计

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