中國(guó)低緯地區(qū)TEC耗空分布特征研究.pdf_第1頁(yè)
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1、低緯地區(qū)是電離層閃爍高發(fā)區(qū)域。電離層閃爍會(huì)對(duì)高頻通信、星地通信以及GNSS(Global Navigation Satellite System)導(dǎo)航定位等系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響,導(dǎo)致通信誤碼率上升、導(dǎo)航定位精度下降。等離子體泡不規(guī)則結(jié)構(gòu)是引起低緯地區(qū)電離層閃爍的主要原因。利用GNSS信標(biāo)監(jiān)測(cè)電離層時(shí),等離子體泡不規(guī)則結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為TEC(Total Electron Content)耗空。目前可利用的地基GNSS觀測(cè)數(shù)據(jù)越來(lái)越多,通過(guò)人工方法檢

2、測(cè)和統(tǒng)計(jì)TEC耗空的特征已難以實(shí)現(xiàn)對(duì)TEC數(shù)據(jù)的及時(shí)處理。因此,通過(guò)軟件自動(dòng)檢測(cè)TEC耗空對(duì)于研究TEC耗空(等離子體泡不規(guī)則結(jié)構(gòu))的時(shí)空分布特征具有重要的意義。
  中國(guó)低緯地區(qū)是等離子體泡不規(guī)則結(jié)構(gòu)和電離層閃爍的高發(fā)區(qū)域。本文首先利用中國(guó)低緯地區(qū)的GNSS觀測(cè)數(shù)據(jù)研究開發(fā)了一套自動(dòng)檢測(cè)TEC耗空的軟件,然后利用不同采樣間隔的GNSS觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)該軟件的適用性和可靠性進(jìn)行了驗(yàn)證,最后利用該軟件分析處理了桂林地區(qū)2013年電離層閃爍

3、頻發(fā)月份的GNSS觀測(cè)數(shù)據(jù),統(tǒng)計(jì)并分析了桂林地區(qū)TEC耗空的時(shí)空分布特征。本文的主要工作如下。
  一、利用中國(guó)低緯地區(qū)GNSS雙頻載波相位數(shù)據(jù),通過(guò)編程自行開發(fā)了一套自動(dòng)檢測(cè)電離層TEC耗空的軟件。該軟件自動(dòng)檢測(cè)電離層TEC耗空的步驟如下:首先根據(jù)GNSS雙頻載波相位數(shù)據(jù)計(jì)算得到相對(duì)TEC數(shù)據(jù),然后修正由信號(hào)失鎖、相位周跳等異?,F(xiàn)象引起的相對(duì)TEC數(shù)據(jù)異常(包括TEC數(shù)據(jù)缺失和TEC數(shù)值躍變兩種情況),得到連續(xù)的相對(duì) TEC數(shù)據(jù)

4、,最后依據(jù) TEC擾動(dòng)指數(shù)ROT(Rate Of change of TEC)和ROTI(Rate Of TEC Index)隨時(shí)間的變化特征,通過(guò)設(shè)定閾值條件自動(dòng)檢測(cè)TEC耗空并統(tǒng)計(jì)出TEC耗空的特征(包括耗空的開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、持續(xù)時(shí)間、最大深度以及相應(yīng)的地理位置)。其中,閾值條件包括判斷相對(duì)TEC數(shù)值分布連續(xù)性的閾值、ROT絕對(duì)值的閾值、ROTI的閾值以及計(jì)算ROTI所用滑動(dòng)窗的時(shí)間間隔。
  二、利用本文開發(fā)的自動(dòng)檢測(cè)電

5、離層TEC耗空的軟件,分別對(duì)桂林站(地理坐標(biāo):25.29°N,110.33°E)1s采樣間隔、三亞站(地理坐標(biāo):18.3°N,109.6°E)15s采樣間隔、香港站(地理坐標(biāo):22.43°N,114.34°E)30s采樣間隔的GNSS觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析處理,通過(guò)改變閾值條件檢測(cè)出各臺(tái)站上空的TEC耗空,由此驗(yàn)證了該軟件的適用性和可靠性。
  三、利用本文開發(fā)的自動(dòng)檢測(cè)電離層TEC耗空的軟件,對(duì)桂林地區(qū)2013年3、4、7、8、9、

6、10月的GNSS觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析處理,統(tǒng)計(jì)并研究了桂林地區(qū)的TEC耗空的時(shí)空分布特征。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明:
  1) TEC耗空主要發(fā)生在20LT至次日凌晨2LT,且20LT至24LT為TEC耗空高發(fā)時(shí)段;
  2) TEC耗空的持續(xù)時(shí)間通常在40min之內(nèi),很少超過(guò)60min;
  3) TEC耗空的最大深度通常小于20TECU,且最深TEC耗空主要發(fā)生在地理緯度20°N~26°N區(qū)域(磁緯10°N~16°N,即赤道異常

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