应用经验正交函数估算顶部电离层电子密度剖面          下载免费PDF全文

王林  万卫星  乐新安  任志鹏  佘承莉 《地球物理学报》2019,62(5):1582-1590

本文基于IRI模型、地面数字测高仪和GNSS TEC数据,提出了一种利用经验正交函数(Empirical Orthogonal Function,简称EOF)估算顶部电离层电子密度剖面的方法,并将其应用于美国Millstone Hill测高仪和GNSS数据以估算顶部电离层电子密度剖面.通过将估算的临界频率、峰值高度、400km以上电子密度分别与测高仪实测临界频率、测高仪实测峰值高度以及非相干散射雷达实测400km以上电子密度作对比以对方法的有效性进行验证.统计结果显示估算临界频率、峰值高度与测高仪实测数据基本一致,400km以上估算电子密度相较于非相干散射雷达实测的绝对误差平均值仅是测高仪推算400km以上电子密度绝对误差平均值的一半左右.所以本文提出的方法可以更加精确地估算顶部电离层电子密度.  相似文献   

火星电离层电子浓度昼夜变化特性研究          下载免费PDF全文

张学习  雷久侯  万卫星  钟嘉豪 《地球物理学报》2018,61(8):3113-3123

本文利用MAVEN卫星Langmuir Probe and Waves（LPW）仪器的在轨电子浓度探测数据，研究了火星电离层电子浓度随太阳天顶角（Solar Zenith Angle，SZA）的变化以及昼夜电子浓度变化的异同.基于2014年至2017年期间MAVEN的电子浓度数据，我们发现：在200 km以下，白天电离层电子浓度主要受光化学平衡控制，由于白天光电离过程使得昼夜电子浓度差异较大，此时电离层昼夜传输能影响到的最大范围约在SZA=110°；而在200 km以上，白天电离层受输运过程控制，此时昼夜电子浓度差别较小，电离层昼夜间电子浓度变化较为缓慢.通过研究MAVEN在deep-dip（低高度深入探测）期间的电子浓度数据，我们发现火星磁场会显著影响夜间200 km以下的电子浓度分布结构，强磁场中闭合磁力线对电子沉降过程的阻碍作用使得在夜间该区域的电子浓度小于相邻区域.同时，通过比较deep-dip期间昼夜电子浓度随高度的变化，发现夜间电子沉降作用的影响可能主要集中在160 km以下.  相似文献   

碰撞非相干散射理论谱宏观法和微观法的比较研究          下载免费PDF全文

梁宇  赵必强  乐新安  丁锋  曾令旗  郝红连  宁百齐  万卫星 《地球物理学报》2020,63(2):387-393

非相干散射理论谱是理解非相干散射雷达探测的理论基础,其求解过程分为微观法和宏观法.在考虑碰撞不考虑磁场的条件下,本文使用这两种方法对理论谱分别进行求解,给出了关键求解过程,并对等离子体的归一化导纳和极化率以及非相干散射的微分散射截面和谱密度函数进行分析,得到了它们各自之间的数学关系,概括性分析了两种方法在理论选择、最终结论及多种因素下求解的异同点.  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   

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   

一个中纬电离层E层理论模式   总被引：4，自引：0，他引：4       下载免费PDF全文

谭辉  万卫星  雷久候  刘立波  宁百齐 《地球物理学报》2005,48(2):243-251

本文建立了一个中纬电离层E层理论模式. 该模式从NO+,O２＋,O+和N２＋这四种主要离子的连续性方程出发,通过数值模拟得到中纬电离层E层电子和各种离子密度随时间和高度的变化情况. 计算结果能较好地反映出E层电子密度峰值（NmE）或E层临界频率（foE）的日变化、季节变化以及随太阳活动的变化趋势. 将模式的计算结果与武汉地区测高仪的观测数据进行比较,结果证明模式能够较为客观地反映中纬电离层E层的实际形态. 针对以往电离层E层理论模式存在的主要问题,本文还进一步讨论了几种重要因素,包括二次离化源,λ<150?谱段的辐射通量,吸收截面以及NO分布对于模式计算结果的影响.  相似文献   

基于三差解检测与修复GPS载波相位周跳新方法   总被引：7，自引：1，他引：6  

袁洪  万卫星  宁百齐  李静年 《测绘学报》1998,27(3):189-194,273

对飞行中初始化载波相位整周模糊度ＧＰＳ的动态差分定位而言,如果在整周模糊度初始化过程中发生载波相位周跳,将严重影响整周模糊度的确定,本文对已有的ＧＰＳ静态差分定位中通过三差解检测与修复周跳的方法进行了推广,提出了一种适合于解决Ｏｎ－Ｔｈｅ－Ｆｌｙ整周模糊度初始化过程中周跳问题的新方法。新方法保持了静态情况下原有方法的特点,分析和利用实采数据进行的检验表明,新方法是有效和实用的。  相似文献   

用数字测高仪漂移测量研究电离层声重波扰动   总被引：8，自引：1，他引：8  

万卫星  张兆明 《地球物理学报》1993,36(5):561-569

数字测高仪Digisonde中的漂移测量,常用来研究小尺度电离层扰动,如电离层小不均匀体的漂移。文中提出一种新的分析方法,利用漂移测量数据中多普勒频移和到达角参量的最大熵动态功率谱,估算声重波一类大尺度电离层扰动的水平传播速度和传播方向。作为实例,研究了Millstone Hill测高仪站的漂移观测资料,并对处理结果进行了初步分析。分析结果表明,从数字测高仪漂移测量数据中,可有效地提取声重波一类大尺度电离层扰动的传播参量,在电离层动力过程的研究中很有意义。  相似文献   

非单一电离层扰动场的台阵探测分析   总被引：3，自引：1，他引：3       下载免费PDF全文

万卫星  袁洪 《地球物理学报》1996,39(1):17-25

真实的ＴＩＤ一类大尺度电离层扰动是非平稳和色散的，而且是统计非单一的．本文首先给出了描述这种真实扰动场的数学模型，进而导出了联系台阵探测可测量与扰动场传播参量的观测方程，在此基础上提出了求解观测方程的时频分析方法．这一台阵探测数据分析的新方法，既能分离出非单一电离层扰动场中各种准单一扰动成分，又能获得准单一扰动成分传播参量随时间的演变和随频率的色散．分析实例表明，本文方法分辨率好，精度高，结果可靠，是适用于ＴＩＤ一类大尺度电离层扰动台阵探测数据分析的有效方法．  相似文献