本文關(guān)鍵詞： 無線電掩星 FY-3C COSMIC 偶發(fā)E層 地震影響　出處：《華南理工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：偶發(fā)E層是一種非穩(wěn)定出現(xiàn)的不均勻結(jié)構(gòu),其電子密度特別高且變化隨機(jī)。這種不均勻結(jié)構(gòu)極易對(duì)通信系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。半個(gè)多世紀(jì)以來,國內(nèi)外的學(xué)者們利用傳統(tǒng)的電離層測(cè)高儀、非相干散射雷達(dá)、高頻雷達(dá)以及甚高頻雷達(dá)等地基探測(cè)手段對(duì)偶發(fā)E層進(jìn)行了廣泛的研究,但對(duì)于其出現(xiàn)原因、變化因素和形成機(jī)理等尚未給出完美的解釋。隨著GPS技術(shù)的日益成熟,出現(xiàn)了新的電離層探測(cè)技術(shù)——無線電掩星技術(shù)。與傳統(tǒng)的地基探測(cè)相比,具有全天候、分辨率高、不受氣候和地域條件等因素制約的優(yōu)點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)全球范圍內(nèi)電離層和地球大氣層的觀測(cè),也給研究地震期間電離層的變化帶來了新突破。本文第三章利用無線電掩星技術(shù)中FY-3C衛(wèi)星和COSMIC系統(tǒng)的掩星數(shù)據(jù),在全球范圍內(nèi)分析Es的變化特征。第四章利用華南地區(qū)十個(gè)GPS-TEC監(jiān)測(cè)站提供的TEC數(shù)據(jù),及COSMIC系統(tǒng)提供的河源上空附近電子密度剖面數(shù)據(jù),分析了2012年河源兩次地震對(duì)電離層的影響。本文主要結(jié)論有以下幾個(gè)方面:1.利用FY-3C極軌衛(wèi)星提供的2014年6月至2015年5月的GPS無線電掩星數(shù)據(jù),統(tǒng)計(jì)分析全球范圍內(nèi)抽樣頻率為50Hz的C/A碼SNR擾動(dòng)情況,進(jìn)而研究偶發(fā)E層隨地理緯度、地方時(shí)及高度的變化特征,觀測(cè)結(jié)果表明:偶發(fā)E層在處于夏季半球中緯地區(qū)的擾動(dòng)強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于處于冬季半球同一緯度地區(qū)的擾動(dòng)強(qiáng)度;偶發(fā)E層在緯度40°附近擾動(dòng)明顯增強(qiáng);此外在E層100km高度附近,Es層在地方時(shí)10:00和22:00達(dá)到峰值;Es層在夏季半球出現(xiàn)率明顯高于冬季半球。2.利用2014年6月和12月COSMIC系統(tǒng)掩星數(shù)據(jù)分析了Es層隨地理緯度、地方時(shí)及高度的變化特征,結(jié)果表明:FY-3C衛(wèi)星的掩星觀測(cè)結(jié)果與COSMIC系統(tǒng)的觀測(cè)結(jié)果較一致,可以利用FY-3C衛(wèi)星的掩星數(shù)據(jù)研究電離層偶發(fā)E層等的變化。3.利用2012年2月1日至22日十個(gè)GPS-TEC監(jiān)測(cè)站提供的TEC數(shù)據(jù),分析了2012年河源兩次地震期間TEC的時(shí)間序列,結(jié)果表明:河源兩次地震前15天TEC出現(xiàn)了擾動(dòng),包括負(fù)異常和正異常,也表明具有更小破壞性的中等強(qiáng)度的地震,能夠觸發(fā)電離層擾動(dòng)。此外,十個(gè)GPS接收機(jī)站監(jiān)測(cè)到的電離層TEC擾動(dòng)低于地震孕育區(qū)內(nèi)的四個(gè)GPS接收機(jī)站監(jiān)測(cè)到的電離層TEC擾動(dòng),表明Dobrovolsky的公式可以有效性地評(píng)估地震孕育區(qū)的范圍。4.利用2012年2月1日至25日COSMIC提供的河源上空附近電子密度剖面數(shù)據(jù),分析了2012年河源兩次地震期間電離層變化,結(jié)果表明:2月11日F2層峰值電子濃度開始減小,19日電子密度逐漸恢復(fù),地震前NmF2的減小極有可能是河源地震對(duì)電離層產(chǎn)生的影響。而COSMIC掩星觀測(cè)結(jié)果與GPS-TEC觀測(cè)結(jié)果相一致,也說明利用掩星數(shù)據(jù)研究地震對(duì)電離層的影響是可信的。
[Abstract]:The accidental E layer is a kind of unstable and uneven structure, whose electron density is especially high and changes are random. This kind of non-uniform structure is easy to have serious influence on the communication system and navigation system. For more than half a century, Scholars at home and abroad have made extensive research on the accidental E layer by traditional ionospheric altimeters, incoherent scattering radar, high frequency radar and very high frequency radar. With the development of GPS technology, a new ionospheric detection technology, radio occultation technology, has emerged. Compared with traditional ground-based exploration, it has all-weather and high resolution. The advantage of being free from factors such as climate and geographical conditions enables observations of the ionosphere and the Earth's atmosphere on a global scale, In the third chapter, we use the occultation data of FY-3C satellite and COSMIC system in radio occultation technology. Chapter 4th uses the TEC data from ten GPS-TEC monitoring stations in South China and the electron density profiles near the river source provided by the COSMIC system. The influence of two earthquakes on the ionosphere in Heyuan region of 2012 is analyzed. The main conclusions of this paper are as follows: 1. Using the GPS radio occultation data from June 2014 to May 2015 provided by the FY-3C polar orbit satellite, The SNR disturbance of C / A code with sampling frequency of 50 Hz worldwide is analyzed statistically, and the variation characteristics of accidental E layer with geographical latitude, local time and height are studied. The results show that the intensity of the occasional E layer in the mid-latitude region of the summer hemisphere is much greater than that in the same latitude region of the winter hemisphere, and the disturbance intensity of the occasional E layer is obviously increased near the latitude of 40 擄. In addition, the occurrence rate of es layer in summer is significantly higher than that in winter hemisphere at 10:00 and 22:00 at 10:00 and 22:00 local time. The occultation data of COSMIC system on June 2014 and December are used to analyze the estrations with geographical latitude. The variation characteristics of local time and altitude show that the occultation observation results of the 1: FY-3C satellite are in good agreement with those of the COSMIC system. The occultation data of FY-3C satellite can be used to study the variation of ionospheric accidental E layer et al. Using the TEC data provided by ten GPS-TEC monitoring stations from February 1st 2012 to 22nd, the time series of TEC during the two earthquakes in Heyuan, 2012, are analyzed. The results show that the disturbance of TEC, including negative anomaly and positive anomaly, occurred 15 days before the Heyuan earthquake, which also indicated that the earthquake with less destructive medium intensity can trigger the ionospheric disturbance. The ionospheric TEC disturbances detected by 10 GPS receiver stations are lower than those detected by four GPS receiver stations in the seismogenic region. The results show that the Dobrovolsky formula can effectively evaluate the range of seismogenic area .4.Using the data of electron density profile near the source from February 1st 2012 to 25th provided by COSMIC, the ionospheric changes during the two earthquakes in the Heyuan area of 2012 are analyzed. The results show that the peak electron concentration in F2 layer began to decrease on February 11th, and the electron density gradually recovered in 19th. The decrease of NmF2 before the earthquake is probably due to the influence of Heyuan earthquake on the ionosphere. The results of COSMIC occultation are consistent with those of GPS-TEC. It also shows that using occultation data to study the effects of earthquakes on the ionosphere is credible.
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P352.7;P315.728

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