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《天文学进展》2021,(1)
近年来,随着GNSS (global navigation satellite system)技术的发展,利用地基和空基GNSS电离层探测的空间特征,形成了更加完善的三维电离层观测系统,获得了丰富的多源GNSS电离层观测数据,促进了电离层在理论模型、经验模型及同化模型方面的进展,同时,通过结合中性大气及等离子层等方面的研究,为极端气象、太阳活动及磁暴等事件的监测与物理机制研究提供了数据基础与研究手段。介绍了多模地基及星载GNSS电离层观测数据发展现状,并讨论了空基GNSS电离层观测数据在电离层顶部区域经验模型改进方面的进展。指出电离层经验模型可作为同化模型的初始场,而电离层理论模型可将其作为卡尔曼滤波的动力学部分,以通过同化算法利用多源数据重建或预测电离层,并阐述了多源及多模GNSS电离层观测数据的增加背景下电离层同化模型构建过程中新的要求与发展。最后,提出自适应格网与机器学习可成为电离层同化算法方面的新研究方向,以促进三维电离层研究。 相似文献
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《天文学进展》2016,(2)
日冕物质抛射(CME)是由太阳磁场驱动向行星际空间喷射等离子体物质和磁场的大尺度太阳爆发活动,是灾害性空间天气事件最主要的驱动源之一。朝着地球方向爆发的CME极易到达地球并造成灾害性空间天气,因此研究这类CME对于空间天气预报与太阳物理研究具有极为重要的意义。随着观测技术的发展,CME的观测及预报和研究工作取得了长足的进展。但由于常规观测手段与预报方法的局限,对朝着地球爆发的CME进行准确有效预报的目标至今仍未能实现。首先阐述CME与空间天气的关系,强调对CME预报研究的重要性;然后介绍预报研究中CME/ICME复杂的动力学过程,讨论这些过程对CME预报可能产生的影响;接着,回顾CME的常规观测手段,并讨论观测手段存在的不足;第4章,介绍CME主要的预报方法,同时讨论预报工作中存在的困难;第5章,讨论太阳雷达主动探测技术在日冕探测与CME预报研究中的可能应用前景;最后,总结CME预报研究现状,对预报研究工作中重要的问题进行综述,展望太阳雷达的未来应用。 相似文献
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GPS掩星折射率剖面一维变分同化 总被引：11，自引：1，他引：10
近年来,GPS／LEO(全球定位系统／低地球轨道)卫星无线电掩星技术给出了地球大气探测的新途径．从LEO卫星观测到的掩星数据可以反演的地球大气的气压、水汽、温度等剖面;它们对气象和大气科学研究,是具有潜在价值的数据资源．掩星数据资料的同化技术可以有效地改进这些气象参数的剖面,从而改进目前的数值天气预报模式．在当前采用的一维变分同化反演技术中,可以用掩星观测资料的大气折射率或弯曲角剖面进行同化,来反演大气水汽和温度剖面以及海平面压强．作为独立自主开发的GPD／LEO掩星技术系统的一部分,以欧洲中尺度天气预报分析(ECMWF)资料为背景场,CHAMP 掩星观测得到的折射率剖面为观测值,采用Levenberg—Marquardt方法实行GPS掩星资料一维变分同化．在讨论中,用掩星观测点附近相应的探空气球资料来检验CHAMP掩星资料变分同化的结果． 相似文献
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《天文学报》2017,(6)
由电离层闪烁和TEC(Total Electron Content)监测仪获取的振幅闪烁指数S4和相位闪烁指数σ?是电离层闪烁研究中最常用的参数,由双频GNSS(Global Navigation Satellite System)接收机获取的电离层TEC变化率指数ROTI(Rate of TEC Index)与S4指数的相关性已得到很多相关研究的验证,ROTI也是电离层闪烁研究的一个有效参数,这样就使利用全球分布的大量GNSS观测数据开展电离层闪烁研究成为可能.但是在不同的研究中计算ROTI所使用数据的采样率和计算间隔有所差异,对于计算策略的选择尚无定论.利用海南三亚1 s、15 s和30 s采样率的GNSS双频观测数据与电离层闪烁和TEC监测仪获取的S4指数,分析了在电离层闪烁发生时,不同计算策略获取的各类ROTI与S4指数的相关性,分析比对了几类ROTI对电离层闪烁的敏感性.分析结果表明:各类ROTI与S4指数都具有较强的相关性,在大多数情况下,不同种类ROTI都可以在闪烁发生期间响应S4指数的变化;不同采样率的ROTI在响应S4指数变化时,判断是否发生电离层闪烁事件的阈值有所差异;由于ROTI和S4指数监测电离层闪烁的机理不同,也会出现几个参数不能同时反映电离层受扰动的情况,在进行电离层闪烁监测、预报和预警时,建议同时采用多个参数综合分析;在同等的电离层条件下,15 s和30 s采样率的ROTI在数值上比较接近,但是两者明显小于1 s采样率的ROTI.使用GNSS接收机进行电离层闪烁观测时,建议采用高于1 s采样率的GNSS观测数据. 相似文献
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利用时间序列模型预报电离层TEC 总被引：6，自引：0，他引：6
以IGS(international GPS service)发布的电离层TEC(total electron content)资料为样本,用时间序列模型对全球的电离层总电子含量进行了预报.在时间序列预报模型中,不同的定阶方法导致不同的预报结果;实践证明本文使用的BIC定阶准则较好地实现了电离层总电子含量的预报.结果表明:对10 d左右的预报时间段,时间序列模型的TEC计算结果相对精度高,预报相对精度优于60%的网格点数在总网格点数中所占百分比可达90%以上. 相似文献
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太阳活动第22周峰年期内,我国组织了日地系统整体行为的联合观测研究,中科院武汉物理研究所开展了多项电离层观测,见表1,监测太阳活动在电离层中不同高度上的效应。垂测记录的形式为频高图;长波观测中为Loran—c信号的相位和振幅变化。由武昌、天门和安陆三个站组成的台阵,记录了BPM时号的三维多普勒频谱结构,还同时记录了电子总含量(TEC)的变化。 本文讨论SID,主要观测结果列在表2。表2按确认的SFD事件排列。这种记录虽是全天候的从未中断过,但由于短波传播条件的各种特殊变化,不能认为已收入了全部SFD事件。长波观测有少数缺记情况,TEC记录虽未中断,但它的灵敏度低,只能检测大耀斑。表中的耀斑事件也不全,可能漏掉了一些对电离层效应很灵敏的急剧变化的短暂事件。从表2中得出下列主要结论:(1)SFD是一种很好的光耀斑指示器;(2)SPA是X射线耀斑的指示器;(3)出现特强的SFD和SPA,并出现可检测的SITEC常暗示着1—3天内,将出现电离层暴或大尺度TID。由于记录是连续实时显示的,这种观测在日地空间环境监测、预报和研究中是很有用的。 相似文献
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对称模式下的CHAMP弯曲角掩星数据同化 总被引：5，自引：0，他引：5
简单介绍了无线电掩星技术探测行星大气的发展史,列举了该技术中存在的若干问题。从 Eyre提出的统计学的最优估计反演方法,比较了用相位、弯曲角和折射率作为同化因子时出现的问题和各自的优缺点。对弯曲角同化因子,以欧洲中期天气预报中心(ECMWF)资料为背景场,运用一维变分技术,进行CHAMP掩星观测资料变分同化反演,从而获得水汽和温度剖面。将反演获得的气象剖面与非同化的剖面作比较,并且采用相应的探空气球资料作为验证,可以看出变分同化技术比传统的标准反演技术反演误差小。证实掩星数据资料的一维变分同化技术可以改进目前的数值天气预报模式。 相似文献
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提到“预报”二字,人们第一个想到的就是天气预报,第二个便是地震预报,而“空间天气预报”则很少有人知晓。要了解空间天气预报还得从太阳对地球的影响谈起。人类刚步入20世纪(1900年)时,无线电通讯问世了。它以无线电波作为信息的载体,把信息传送到远方,使人类的通讯发生了质的变化。但在短波通讯过程中,时常发生信号衰减甚致中断。然而,并不是发射和接收机出故障。后来人们发现当太阳上有大耀斑时,有短波通讯中断现象。经研究发现,当太阳耀斑发射的Ｘ射线进入电离层,改变了它的电离度,短波信号波部分或全部吸收,不能再反射回地面,因而发生… 相似文献
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K. N. Iyer R. M. Jadav A. K. Jadeja P. K. Manoharan Som Sharma Hari Om Vats 《Journal of Astrophysics and Astronomy》2006,27(2-3):219-226
This paper describes the space weather effects of a major CME which was accompanied by extremely violent events on the Sun.
The signatures of the event in the interplanetary medium (IPM) sensed by Ooty Radio Telescope, the solar observations by LASCO
coronagraph onboard SOHO, GOES X-ray measurements, satellite measurements of the interplanetary parameters, GPS based ionospheric
measurements, the geomagnetic storm parameter Dst and ground based ionosonde data are used in the study to understand the
space weather effects in the different regions of the solar-terrestrial environment. The effects of this event are compared
and possible explanations attempted. 相似文献
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Ljiljana R. Cander 《Earth, Moon, and Planets》2009,104(1-4):37-40
Critical to the ionospheric monitoring and modelling processes whether they are related to the theoretical investigations, the space weather prediction services or the planning and operation of radio systems is a modern network of ground-based synoptic instruments making regular measurements. A short review of the principal types of ionospheric ground-based measurement networks currently available in Europe is followed by brief survey of the particular problems associated with a timely and user-friendly fashion of data delivery for assimilation purposes. 相似文献
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为了更好地计算GPS CV（共视）时间传递中的电离层时延值（它是影响CPS CV比对结果精度的主要因素之一）,介绍了当前3种电离层时延的计算方法,并以NICT（National Institute of Information and Communications Technology）单站GPS比对数据及NICT与NTSC（National Time Service Center）的GPS共视比对数据为例,分析比较了不同的电离层时延计算方法对GPS时间比对结果精度的影响。计算结果表明：利用双频实测电离层时延和利用ICS（International GPS Service）提供的TEC（total electton content）map计算的电离层时延对GPS CV比对结果修正后的精度,比利用电离层改正模型的时延对比对结果修正后的精度分别提高30％～40％和20％～30％。 相似文献
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GPS监测电离层活动的方法和最新进展 总被引：13，自引：0，他引：13
全球定位系统(GPS)可以快速、准确地提供电离层总电子含量(TEC)信息。简要介绍了GPS技术精确测量TEC、监测电离层的原理和方法，指出进行TEC绝对量估计时求解差分群延迟(DCB)的重要性，以及建立多层和实时电离层监测模型的必要性。分析了影响TEC估计的主要误差源，着重介绍了目前GPS监测电离层的最新成果和进展。 相似文献
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《Physics and Chemistry of the Earth, Part C: Solar, Terrestrial & Planetary Science》2000,25(4):301-306
Global Positioning System (GPS) satellites now provide a major source of data used in the study of the ionized regions that surround the Earth. With the greater use of GPS satellites in this role, understanding the effect the plasmasphere has on GPS radio signals has become increasingly important. The plasmasphere, with similar properties to the underlying ionosphere, can potentially contribute a significant fraction of the overall ionospheric error in radio signals transmitted from a GPS satellite to ground or space based receivers. A global plasmasphere-ionosphere electron density model has been developed to investigate this contribution. A variety of output examples that the model can produce are shown. 相似文献
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从LEO卫星观测到的掩星数据可以反演地球大气的气压、水汽、温度等廓线;它们对气象和大气科学研究是有价值的数据资源.掩星数据资料的同化技术可以有效地改进这些气象参数廓线,从而改进目前的数值天气预报精度.把掩星观测参数廓线用变分同化方法进入气象业务流程的最大困难是它的计算量太大,通过对一维变分同化价值函数进行改进和对迭代流程进行新的设计,避免了反复计算大维数矩阵的缺点,从而提高了变分同化的计算效率.在适用性讨论中,用背景场向量加上1个高斯白噪声作为真实值来检验CHAMP掩星资料变分同化的结果. 相似文献
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《Chinese Astronomy and Astrophysics》2006,30(3):330-341
In recent years, the technique of Global Positioning System/Low Earth Orbit (GPS/LEO) radio occultation has opened up a new route for exploring the earth atmosphere. With this technique, the vertical profiles of pressure, temperature, water vapor of the earth atmosphere can be retrieved from GPS/LEO occultation data, thus making the latter a potentially valuable data resource for meteorological and atmospheric sciences. The technique may effectively improve the quality of the meteorological profiles, and so improve the current numerical weather forecasting model. In the one-dimensional variational (1DVAR) assimilation retrieval technique in current use, the profiles of atmospheric water vapor and temperature, as well as the sea level pressure are retrieved by assimilating the atmospheric refractivity or bending angle profile from GPS/LEO occultation data. In the system independently developed at Shanghai Observatory, the 1DVAR assimilation of CPS occultation data is accomplished by the Levenberg-Marquardt method with the analytical data from the European Center for Medium Range Weather Forecasting (ECMWF) as the background field, the refractivity profile obtained from CHAMP occultation data as the observational quantity. The result was checked with sounding balloon data near the occultation points. 相似文献
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《Chinese Astronomy and Astrophysics》2005,29(2):213-222
When the GPS CV (common view) technique is used for the high-precision time comparisons, the effects of the error of the satellite orbit and the ionospheric delay of the received signal are not negligible and have to be IGS precise ephemeris and CODE global total electron content maps in the GPS time transfers, and it is shown that by using these IGS products the accuracies of the single-station time determination and long-distance time transfer can be effectively improved. 相似文献
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地面GPS观测探测大气可降水汽量的方法和前景 总被引：6，自引：0，他引：6
介绍了利用地面GPS观测探测大气可降水汽量（PWV）的基本原理和方法及其在气象学和天文定位上的应用．地面GPS测量的PWV估计的主要误差源来自天顶湿延迟的估计．为了提高天顶湿延迟的估计精度,根据大气湿分量随时间变化的特性,天顶湿延迟的估算可采用确定性参数估计和随机模型估计．采用这些方法能有效地提高GPS精密定位中高程测量的精度,且其估算的PWV的精度可达1-2mm,足以满足天气预报和气候研究的需要．简述了大气分布的非球对称性对PWV估计的影响并评述了利用地面GPS测量探测PWV的前景． 相似文献