基于Gauss-Markov卡尔曼滤波的电离层数值同化现报预报系统的构建-以中国及周边地区为例的观测系统模拟试验   总被引：3，自引：1，他引：2       下载免费PDF全文

乐新安  万卫星  刘立波  宁百齐  赵必强  李国主  熊波 《地球物理学报》2010,53(4):787-795

本文给出了一个基于Gauss-Markov卡尔曼滤波的电离层数据同化系统的初步构建和试验结果.我们选择中国及周边地区部分涉及电离层观测的台站(包括子午工程台站、中国地壳形变网和部分IGS台站)作为观测系统进行模拟试验,背景场利用IRI模式,观测值则由NeQuick模式计算得到.我们的同化结果表明,采用Kalman滤波算法,把部分斜TEC同化到背景模式当中,能够获得较好的同化结果,说明我们设计的算法可行、所选择的各种参数比较合理,采用Gauss-Markov假设进行短期预报也取得了较合理的结果.本项研究经过进一步的改进和完善,可以用来对中国地区的电离层进行现报和短期预报,一方面满足相关空间工程应用,另一方面可以提升现有观测系统的科学意义.  相似文献   

2011年5月28日磁暴期间中国地区大尺度电离层行进式扰动的GPS台网监测     

宋茜  丁锋  万卫星  宁百齐  赵必强 《中国科学:地球科学》2013,(4):513-522

利用中国大陆构造环境监测网络及全球GPS服务系统提供的中国及其周边地区的246个GPS接收台站的TEC观测资料,观测研究了2011年5月28日一次中等强度磁暴期间中国地区出现的大尺度电离层行进式扰动（LSTID）,并给出了中国地区的二维TEC扰动图像.结果表明：在磁暴恢复相期间,我们一共监测到两个LSTID事件,一个发生在午夜前的中国西南地区,另一个发生在午夜后的东北地区.TEC二维成像结果清晰地显示了两次LSTID在中国地区的连续传播过程,西南地区午夜前的LSTID由低纬向中纬沿北偏东的方向传播,其持续时间约为60min,水平传播距离约1200km,等相面的宽度最大约500km;东北地区午夜后的LSTID由中纬向低纬沿南偏西的方向传播,其持续时间约为70min,水平传播距离约1200km,等相面的宽度最大可达1400km.对TEC扰动进行互谱分析得到两次LSTID的传播参量,发现午夜前的LSTID的水平传播相速度和相对扰动振幅的平均衰减率都比午夜后的LSTID的要大,这可能是由午夜前西南地区较高的背景垂直TEC0及背景大气温度引起的.研究还表明,午夜后的LSTID是由北极区活动激发的大气声重波产生的,通过对高纬地区水平地磁分量H的分析,可以估计出其激发源应位于140°E以东,42°N以北的1400～2600km范围之内;而对于午夜前的LSTID,则可能是由赤道电集流引起的焦耳加热激发的大气声重波产生的.  相似文献   

基于Millstone Hill非相干散射雷达观测的电离层电子浓度剖面的经验正交函数分析   总被引：3，自引：1，他引：2       下载免费PDF全文

梅冰  万卫星 《地球物理学报》2008,51(1):10-16

本文利用经验正交函数（Empirical Orthogonal Function,简称EOF）方法分析了Millstone Hill非相干散射雷达（Incoherent Scatter Radar,简称ISR）近三个太阳黑子周期（1976年2月～2006年4月）的实测电离层160～700 km的电子浓度剖面资料,并分别用Chapman-α函数拟合了平均电子浓度剖面和带有均值的前三阶EOF级数．结果表明：电子浓度剖面的EOF级数的第一阶项主要控制F₂层峰值浓度N_mF₂,第二阶项同时控制F₂层的峰高h_mF^₂和等效标高H_m,第三阶项主要控制等效标高H_m．进一步分析了对应的EOF系数的周日变化、季节变化和太阳活动周期变化,这些变化反映了N_mF₂,h_mF₂,H_m的气候学变化规律,例如电离层的冬季异常、半年异常等．EOF方法在级数展开方面收敛速度快,很少数低阶项即能反映电子浓度剖面的主要变化,因此可用于提取出电子浓度剖面的主要分布特征及其周日变化与气候学变化特性,并可用于进一步构建相应的经验模式．  相似文献   

东半球空间环境地基综合监测子午链简介     

王赤  冯学尚  万卫星  腾云田  窦贤康  史建魁  袁庆智 《国际地震动态》2009,(6):32-38

“东半球空间环境地基综合监测子午链”（简称子午工程）是我国空间科学领域开工建设的第一个国家重大基础设施项目。子午工程利用沿东半球120°E子午线附近和北纬30°N附近的15个综合性观测台站,运用无线电、地磁、光学和探空火箭等多种探测手段,连续监测地球表面20—30km以上到几百公里的中高层大气、电离层和磁层,以及十几个地球半径以外的行星际的空间环境参数。它将为我国各类用户提供完整、连续、可靠的多学科、多层次的空间环境地基综合监测数据。子午工程总投资1．67亿元,建设期3年,子午工程整体科学寿命预计超过11年。  相似文献   

基于双差观测序列曲线拟合实现GPS静态定位基线实时解算     

袁洪  万卫星  宁百齐  李静年 《测绘学报》1998,27(2):145-152

对于ＧＰＳ静态差分定位的实时算法而言,能否实时地解决观测数据的存储、卫星失锁、载波相位周跳、多径效应以及计算速度等问题是保证基线的实时解算和定位成功率的重要因素。本文利用载波相位双差观测时间序列可用直线或高次曲线进行很好拟合的特性,设计了一种静态定位的实时算法,能解决上述实时定位中的特殊问题。  相似文献   

电离层声重波扰动的高频无线电诊断   总被引：1，自引：1，他引：1  

万卫星  李钧 《地球物理学报》1989,32(6):609-620

为了充分发挥现代数字式电离层探测仪在电离层结构与优动研究中的潜力,必须在传统的频高图真高换算的基础上,发展新的反演理论和算法.本文介绍了随时空缓变的各向异性电离层介质中无线电波包传播的广义射线方程组,讨论了计算波包射线几何路径以及计算波包参数,如频移、波矢、群时延等沿射线路径变化的传播正问题,并详细讨论了根据波包参量的测定值反演介质结构和扰动伏态的传播反问题.文中若干实验实例表明,这种反演理论和算法可用于数字式电离层探测仪记录的分析,它使高频无线电波探测技术成为研究全球电离层声重波一类扰动的有力工具。  相似文献   

电离层突发E层与太阳活动的相关性   总被引：4，自引：0，他引：4       下载免费PDF全文

左小敏  万卫星 《地球物理学报》2002,45(6):759-765

通过对195-1990年3个太阳黑子周期期间不同纬度台站的ES层的临界频率f0ES的观测数据进行统计分析,研究了太阳活动对ES层的强度与出现率的影响,主要结果为:f0ES的年平均值在白天与太阳活动呈强正相关,在夜间呈负相关. 同样,ES的出现率的年变化与太阳活动的关系也是白天呈正相关,夜间呈负相关. 进一步分析表明,上述白天ES层临界频率与太阳活动的正相关性的主要贡献来自于常规E层与太阳活动的强烈相关性. 消除了背景E层电子密度的作用后,ES层的强度在白天与太阳活动呈微弱的正相关,在夜间呈负相关,其相关系数有比较规则的周日变化或半日变化.  相似文献   

电离层电场的半年变化对F2区峰值电子浓度的影响   总被引：4，自引：2，他引：2       下载免费PDF全文

余涛  万卫星  刘立波  栾小丽  唐伟 《地球物理学报》2006,49(3):616-622

利用一个电离层理论模式,模拟了太阳活动低年、地磁宁静情况下,中低纬和赤道地区电离层F2区峰值电子浓度(NmF2)的半年变化规律,重点讨论了电离层电场对NmF2半年变化的影响.模拟结果表明,当输入的电场没有周年和半年变化时,磁赤道地区电离层NmF2本身就具有一定的半年变化特征,而在稍高的纬度上,NmF2半年变化的强度较弱.当输入的电场具有一定的半年变化时,电离层NmF2的半年变化强度有明显的改变,且这种改变随地方时和地磁纬度不同有明显的差别.在地磁赤道附近的电离层赤道槽地区,从上午到午夜的时间内,具有半年变化的电场对电离层NmF2半年变化的强度是减弱的作用,在其他的时间内,电场对电离层NmF2半年变化强度是加强的作用.而在稍高纬度的电离层驼峰地区,情况明显不同.从上午一直到翌日日出前,具有半年变化的电场对电离层NmF2半年变化的幅度都是加强的作用.在其他的时间内,电场对电离层NmF2半年变化的幅度是减弱的作用.同时,研究表明电离层电场对NmF2半年变化的作用和“赤道喷泉”现象强烈相关.  相似文献   

120°E磁赤道上空电离层电子浓度总含量的混沌特性分析及非线性预测初探   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

柯璇  万卫星  宁百齐 《地球物理学报》2006,49(5):1243-1249

本文利用120°E磁赤道上空电离层TEC1996～2004年的观测数据讨论电离层TEC参量的混沌特性,并探讨利用混沌理论对电离层参量进行预报的可能性. 实际计算表明,在指定经纬度的TEC时序数据中存在混沌特性,其关联维数为36092,李雅普诺夫指数为03369. 采用混沌“加权一阶局域法”进行预测较为成功. 对预测误差分析表明,预测点在1～144之间误差相对较小,标准差约为76438 TECU,相关系数约为09172.  相似文献   

利用GCITEM-IGGCAS模拟DE2潮汐Hough波模对电离层的影响          下载免费PDF全文

姜金哲  乐新安  任志鹏  万卫星 《地球物理学报》2020,63(1):57-62

本文利用GCITEM-IGGCAS模式,从电动力学耦合作用和直接上传两种作用方式,详细模拟研究了DE2潮汐4种Hough波模分量对电离层的影响.我们将不同种类的Hough波模分别输入到模式当中作为底层边界条件,驱动模式模拟得到电离层的电子密度变化,从中分离两种作用机制的响应进行分析.模拟结果发现电离层对DE2的4种Hough波模的响应都表现为半年变化,波峰出现在春季和秋季,波谷则出现在冬季和夏季.一天的变化特性上,赤道对称波模的响应出现明显的4个峰值和谷值,其他3种波模响应主要表现为一个峰值和谷值.4种波模当中赤道对称波模对电离层的作用最为明显,占据主导地位,对电离层的影响表现为波动效应,其中3波分量的响应最强,主要由电动力学作用控制.其他3种波模对电离层则是削弱作用.本研究可以帮助我们更深刻的理解非迁移潮汐对电离层的作用方式和效果.  相似文献