電離層夜間VTEC平場分析和球諧系數(shù)頻譜分析研究.pdf

1、衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)中，電離層延遲作為一項重要的誤差源，嚴(yán)重影響著導(dǎo)航定位的精度。在有效減少該誤差源的影響方面，二維電離層的建模及預(yù)報起著關(guān)鍵的作用。對于常用的Klobuchar電離層模型和球諧函數(shù)模型，分析限制模型精度提高的因素就顯得尤為重要。對于應(yīng)用于GPS和北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的Klobuchar模型，夜間平場一直是一個有爭議的特征參數(shù)，所以夜間平場的深入分析對改進(jìn)Klobuchar模型的建模和預(yù)報有著舉足輕重的作用。本文對組成球諧函

2、數(shù)模型的球諧系數(shù)隨時間的變化進(jìn)行分析研究,為電離層總電子含量的預(yù)報提供更好的方法和可能。
　　本文利用IGS事后生成的1998—2010十余年全球電離層VTEC網(wǎng)格數(shù)據(jù)，評估了Klobuchar模型夜間電離層VTEC平場設(shè)定的合理性和可靠性；分析根據(jù)不同精度要求的夜間電離層VTEC平場的適用時段；對夜間電離層 VTEC平場隨緯度、季節(jié)和太陽活動的變化開展了詳細(xì)的定量分析和研究。表明：夜間電離層 VTEC平場的設(shè)定適用范圍是20:0

3、0-06:00 LT，夜間VTEC的變化前半夜較大，后半夜較平穩(wěn)。夜間 VTEC的平場值呈現(xiàn)明顯的季節(jié)性變化；太陽活動峰年的春秋季，平場均值可達(dá)25-30 TECU，冬季約為20 TECU，夏季約為15 TECU；此時Klobuchar模型有著較大的偏差。夜間 VTEC的平場值隨緯度的變化，在峰年期間非常明顯，全年均值從低緯地區(qū)30 TECU降到高緯地區(qū)的15 TECU；在谷年變化甚小，低緯地區(qū)僅比高緯地區(qū)高1-2 TECU。南半球冬季

4、夜間電離層VTEC平場值呈現(xiàn)區(qū)域性異常變化，南半球冬季的平場值在印度洋南部均呈現(xiàn)高值區(qū)，太平洋南部均呈現(xiàn)低值區(qū)。本文對全球電離層VTEC夜間平場的時空變化特性的詳細(xì)研究和分析，不僅為Klobuchar模型的改進(jìn)提供依據(jù)，更為地球物理關(guān)于全球電離層時空變化的研究提供了重要的參考。
　　利用CODE全球電離層VTEC模型1998-2010十余年球諧系數(shù)時間序列，采用快速傅里葉變換對選取的球諧系數(shù)a00和a10進(jìn)行頻譜分析，對球諧系數(shù)與