中國(guó)低緯地區(qū)GNSS電離層閃爍特征研究.pdf

1、電離層閃爍對(duì)星基通信系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)的正常工作有著嚴(yán)重的負(fù)面影響。中國(guó)南方的低緯地區(qū)屬于電離層閃爍頻發(fā)地帶。隨著GNSS的廣泛應(yīng)用，研究中國(guó)低緯地區(qū)GNSS電離層閃爍的特征具有很重要的意義。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)GPS衛(wèi)星L1C/A信號(hào)的電離層閃爍特征已開展了較深入的研究。隨著GPS的現(xiàn)代化，已有部分GPS衛(wèi)星發(fā)射新的民用信號(hào)L2C和L5，這些新的民用信號(hào)能更好地滿足民用需求。但是，對(duì)GPS衛(wèi)星L2C和L5信號(hào)以及GLONASS衛(wèi)星各頻率信號(hào)的電

2、離層閃爍特征的研究較少。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)安裝在桂林的GPStation6多頻電離層閃爍監(jiān)測(cè)儀2015年7月至2016年12月期間的GNSS閃爍觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析和處理。首先開發(fā)了分析和處理GPStation6多頻電離層閃爍監(jiān)測(cè)儀觀測(cè)數(shù)據(jù)的程序。然后，分析了GNSS衛(wèi)星（包括GPS、GLONASS、QZSS和 SBAS衛(wèi)星）L1C/A信號(hào)幅度閃爍的逐月變化特征。接著在相同的電離層閃爍環(huán)境下，對(duì)同一顆GNSS衛(wèi)星不同頻率

3、信號(hào)的閃爍強(qiáng)度進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明，在閃爍期間，同一顆GNSS衛(wèi)星不同頻率信號(hào)的幅度閃爍指數(shù)S4之間的線性相關(guān)性很強(qiáng)，且信號(hào)頻率越低幅度閃爍越強(qiáng)（即S4越大）。與L1C/A信號(hào)相比，L2C和L5信號(hào)更容易發(fā)生失鎖現(xiàn)象。然后利用GPS和QZSS衛(wèi)星的三頻觀測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算電離層TEC，發(fā)現(xiàn)由L1C/A-L2C載波相位組合計(jì)算得到的相對(duì)TEC和由L1C/A-L5載波相位組合計(jì)算得到的相對(duì)TEC隨時(shí)間變化的趨勢(shì)是一致的。這表明，由于GNSS衛(wèi)星

4、發(fā)射第三個(gè)頻率的信號(hào)，電離層TEC的計(jì)算將會(huì)有更多選擇。最后研究了GNSS電離層閃爍與TEC耗空的聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)桂林地區(qū)的GNSS幅度閃爍總是伴隨TEC耗空現(xiàn)象，說明2015年7月至2016年12月期間桂林地區(qū)的電離層幅度閃爍是由等離子體泡不規(guī)則結(jié)構(gòu)引起。⑵利用2012年1月至12月的桂林（地磁緯度：15.04°N）、深圳（地磁緯度：12.64°N）和三亞（地磁緯度：8.33°N）的GPS閃爍觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)中國(guó)低緯地區(qū)不同臺(tái)站的GPS電離層閃

5、爍特征進(jìn)行了對(duì)比分析，包括三個(gè)臺(tái)站GPS電離層閃爍的逐日變化、逐月變化和地方時(shí)變化特征。結(jié)果表明，三亞的電離層閃爍發(fā)生率比桂林和深圳的大，但閃爍強(qiáng)度比桂林和深圳的小；深圳的閃爍發(fā)生率和強(qiáng)度均比桂林的大。三站電離層閃爍均表現(xiàn)出典型的季節(jié)變化特征，即春秋季的閃爍發(fā)生率、強(qiáng)度和歷時(shí)均明顯強(qiáng)于夏冬季。對(duì)于三站，無(wú)論任何季節(jié)，三亞的閃爍發(fā)生率最大且歷時(shí)最長(zhǎng)，深圳次之，桂林最弱。三站的閃爍事件主要發(fā)生在地方時(shí)19點(diǎn)至次日凌晨4點(diǎn)。三亞閃爍開始時(shí)間比