利用雙頻GNSS觀測和IRI模型對比分析桂林地區(qū) 電離層TEC變化特征.pdf

1、密級桂林電子科技大學碩士學位論文碩士學位論文題目利用雙頻GNSS觀測和IRI模型對比分析桂林地區(qū)電離層TEC變化特征（英文）（英文）ComparisonoftheVariationacteristicsofIonosphericTECoverGuilinbyUsingDualfrequencyGNSSObservationstheIRIModel研究生學號:1308202022研究生姓名:張曉雪指導教師姓名、職務指導教師姓名、職務:鄒玉

2、華教授申請學位門類:申請學位門類:工學碩士學科、專業(yè)名稱:學科、專業(yè)名稱:控制科學與工程提交論文日期:提交論文日期:2016年4月論文答辯日期:論文答辯日期:2016年6月摘要I摘要電離層總電子含量（TotalElectronContent，簡稱TEC）是電離層電子密度沿衛(wèi)星至接收機傳播路徑上的積分。采用電離層薄層模型，可由TEC得到衛(wèi)星信號穿刺點（即衛(wèi)星至地基接收機傳播路徑與電離層薄層的交點）上的VTEC（VerticalTotalE

3、lectronContent，即垂直TEC）。VTEC是描述電離層特征的重要參量。監(jiān)測VTEC的時空變化規(guī)律對于電離層物理研究、太陽活動監(jiān)測、空間環(huán)境天氣預報、地震預報研究等具有重要意義。桂林（地理坐標：25.29N110.33E；地磁坐標：15.04N181.98E）處于電離層赤道異常區(qū)的北峰附近。本文利用布設(shè)在桂林的電離層閃爍與TEC監(jiān)測儀（簡稱ISATM）2014年的雙頻GNSS（指GPS和GLONASS衛(wèi)星）觀測數(shù)據(jù)，計算得到了

4、桂林上空的VTEC序列（簡稱GNSSVTEC），并與國際參考電離層（InternationalReferenceIonosphere，簡稱IRI）模型2012版估算的桂林VTEC（簡稱IRI2012VTEC）進行了比較。本文的主要工作和研究結(jié)果如下。（1）開發(fā)了ISATM觀測數(shù)據(jù)后處理軟件，實現(xiàn)了由ISATM輸出的1Hz采樣率的GNSS衛(wèi)星的L1偽距、L2偽距、L1載波相位、L2載波相位和仰角等觀測數(shù)據(jù)計算桂林上空的VTEC序列。本文首

5、先根據(jù)L1L2雙頻偽距觀測數(shù)據(jù)得到絕對TEC，根據(jù)L1L2雙頻載波相位觀測數(shù)據(jù)得到相對TEC。然后根據(jù)最小二乘法原理，采用將相對TEC數(shù)據(jù)和絕對TEC數(shù)據(jù)“對齊”的方法，獲得沿GNSS衛(wèi)星至ISATM斜路徑上的高精度絕對TEC。最后根據(jù)每天仰角大于45的所有GNSS衛(wèi)星的高精度絕對TEC數(shù)據(jù)，采用基于行作用技術(shù)的代數(shù)重建法，計算得到時間采樣間隔為2分鐘的桂林上空VTEC序列。（2）根據(jù)距桂林211km的邵陽電離層垂測儀（地理坐標：26.

6、89N，111.46E）提供的時間采樣間隔為1h的F2層臨界頻率f0F2，得到F2層峰電子密度NmF2。然后將GNSSVTEC隨時間變化的曲線與NmF2隨時間變化的曲線進行了對比，發(fā)現(xiàn)兩者隨時間變化的趨勢基本一致，說明本文計算得到的GNSSVTEC是合理的。（3）分析處理了2014年1月、3月、4月、7月、9月（即冬、春、夏、秋四個季節(jié)的典型月份）期間所有磁平靜日內(nèi)的ISATM觀測數(shù)據(jù)，計算得到了每天的GNSSVTEC序列。在此基礎(chǔ)上，

7、分析了桂林上空VTEC的周日變化特征、逐日變化特征和季節(jié)變化特征，并將GNSSVTEC與IRI2012模型估算的桂林VTEC（即IRI2012VTEC）進行了對比分析。對比分析結(jié)果表明，GNSSVTEC與IRI2012VTEC相差較大，IRI2012模型無法描述位于電離層赤道異常區(qū)的桂林的VTEC變化特征。1）分析VTEC周日變化特征后發(fā)現(xiàn)，GNSSVTEC的周日變化比較劇烈，而IRI2012VTEC的周日變化較平緩。GNSSVTEC的