本文選題：GNSS + CORS�。� 參考：《東南大學(xué)》2015年博士論文

【摘要】：電離層是日地空間的重要組成部分,電離層的存在使得地球上的生物免受太陽(yáng)紫外線和x射線的直接輻射作用,但是對(duì)在電離層中傳播的無(wú)線電波產(chǎn)生反射、折射、散射和吸收等效應(yīng),從而對(duì)無(wú)線電通訊、航天活動(dòng)和全球定位系統(tǒng)的導(dǎo)航定位等都將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。因此,積極地研究與監(jiān)測(cè)電離層中的各種現(xiàn)象,并揭示現(xiàn)象背后的各種物理機(jī)制,從而探索電離層對(duì)人類生存環(huán)境的影響,是空間天氣研究的重要內(nèi)容,對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展十分重要。本文基于電離層探測(cè)儀數(shù)據(jù)和地面GNSS接收站的CORS (Continuously Operating Reference Stations)數(shù)據(jù),針對(duì)電離層模型研究中存在的關(guān)鍵問(wèn)題,重點(diǎn)研究了電離層的預(yù)報(bào)方法和電離層層析方法。本文的主要研究工作和成果有：(1)提出了一種基于誤差補(bǔ)償和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的單站臨界頻率foF2預(yù)測(cè)的新方法(BP-IRI模型)。利用瑞典利克賽(Lycksele, Sweden)電離層觀測(cè)站27年(1958-1984年)的電離層觀測(cè)數(shù)據(jù)、相應(yīng)的地磁數(shù)據(jù)和太陽(yáng)指數(shù)、IRI2012模型的foF2預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)等,對(duì)該方法進(jìn)行了仔細(xì)分析和驗(yàn)證。其結(jié)果表明,該方法的平均預(yù)測(cè)精度較IRI2012模型提高了19.1%。(2)提出了一種基于誤差補(bǔ)償和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的電離層TEC/VTEC預(yù)測(cè)的新方法(BP-DPM模型)。結(jié)合傳統(tǒng)的區(qū)域電離層二維多項(xiàng)式模型(two-dimensional polynomial ionosphere delay correction model,2-DPM)和中國(guó)江蘇省的CORS數(shù)據(jù),通過(guò)對(duì)新方法的驗(yàn)證和分析,其結(jié)果表明,該方法的平均預(yù)測(cè)精度較2-DPM模型提高了14.0%。(3)提出了一種基于多尺度剖分的電離層層析新方法(MST模型)。該方法將待反演的電離層三維空間按不同的像素尺度進(jìn)行剖分,由此得到了多個(gè)不同的單尺度電離層層析模型(single-scale ionospheric tomography, SST),將這些單尺度模型的未知變量進(jìn)行統(tǒng)一解算,并根據(jù)不同的權(quán)重因子,最終加權(quán)得到多尺度層析模型的解,即重構(gòu)待反演區(qū)域的電離層電子密度分布。結(jié)合GNSS觀測(cè)數(shù)據(jù)和IRI2012模型,該方法的可行性、準(zhǔn)確性、合理性得到了有效驗(yàn)證,相比于其他傳統(tǒng)電離層層析模型,更高精度的電子密度分布通過(guò)該方法得以重構(gòu),且其重構(gòu)精度較CSST模型(基于約束代數(shù)重構(gòu)算法(constrained algebraic reconstruction technique, CART)的SST模型)提高了20.8%、較傳統(tǒng)的SST模型提高了22.2%、較IRI2012模型提高了77.7%。(4)提出了一種基于可變像素高度的電離層層析新方法(VHCIT模型)。該方法在傳統(tǒng)電離層層析模型(SST)基礎(chǔ)上,對(duì)每個(gè)像素尺度的高度增加了一個(gè)擾動(dòng)變量,和待反演的電子密度一并解算;當(dāng)該方法反演結(jié)束后,相當(dāng)于對(duì)待反演區(qū)域的電離層結(jié)構(gòu)進(jìn)行了第二次或多次剖分,并且通過(guò)重構(gòu)得到了不同于傳統(tǒng)電離層層析模型的電離層結(jié)構(gòu)。結(jié)合GNSS觀測(cè)數(shù)據(jù)和IRI2012模型,對(duì)該方法的可行性、準(zhǔn)確性、合理性進(jìn)行了驗(yàn)證,相比于其他傳統(tǒng)電離層層析模型,更高精度的、更切合實(shí)際的電子密度分布通過(guò)該方法得以重構(gòu),且其重構(gòu)精度較CSST模型提高了8.6%、較SST模型提高了14.8%、較IRI2012模型提高了75.3%。
[Abstract]:The ionosphere is an important part of the earth's space. The existence of the ionosphere prevents the living of the earth from the direct radiation of the sun's ultraviolet rays and X rays, but produces reflection, refraction, scattering and absorption effects on the radio waves propagating in the ionosphere, so as to navigate to non wire communications, space activities and global positioning systems. It is important to study and monitor all kinds of phenomena in the ionosphere and reveal the various physical mechanisms behind the phenomenon, so as to explore the influence of the ionosphere on the human living environment. It is an important part of the study of the space weather and is very important for the development of the society. This paper is based on the ionosphere detector. The data and the CORS (Continuously Operating Reference Stations) data of the ground GNSS receiving station, in view of the key problems in the ionosphere model research, focus on the method of ionosphere prediction and the ionosphere tomography. The main research work and results of this paper are as follows: (1) an error compensation and neural network technique is proposed. A new method (BP-IRI model) for the single station critical frequency foF2 prediction (BP-IRI model). The ionospheric observation data of 27 years (1958-1984 years) of the Lycksele (Sweden) ionospheric observation station, the corresponding geomagnetic data and the sun index, and the foF2 prediction data of the IRI2012 model are carefully analyzed and verified. The average prediction accuracy of the method is higher than the IRI2012 model 19.1%. (2). A new method of ionospheric TEC/VTEC prediction based on error compensation and neural network technology (BP-DPM model) is proposed. Combined with the traditional regional ionospheric two-dimensional polynomial model (two-dimensional polynomial ionosphere delay correction model, 2-DPM) and the China River The CORS data of Jiangsu Province, through the verification and analysis of the new method, shows that the average prediction accuracy of the method is improved by 14.0%. (3) than the 2-DPM model. A new method of ionospheric tomography based on multiscale division (MST model) is proposed. This method divides the three-dimensional space of the ionized layer into different pixel scales. Several different single scale ionospheric tomography (single-scale ionospheric tomography, SST) are obtained, and the unknown variables of these single scale models are unify, and the solution of the multi-scale tomography model is obtained by the final weighting according to the different weighting factors. That is, the distribution of the ionosphere electron density in the area to be retrieved is reconstructed. Combined with GNSS The feasibility, accuracy and rationality of the method are effectively verified by the observation data and the IRI2012 model. Compared with other traditional ionospheric tomography models, the higher precision of the electronic density distribution is reconstructed by this method, and its reconstruction precision is compared with the CSST model (constrained algebraic reconstruction Tec based on the constraint algebraic reconstruction algorithm. The SST model of hnique, CART) increased by 20.8%, improved by 22.2% compared with the traditional SST model, and improved 77.7%. (4) by IRI2012 model (4). A new method of ionospheric tomography based on variable pixel height (VHCIT model) was proposed. The method added a disturbance to the height of each pixel scale on the basis of the traditional ionospheric tomography (SST). After the inversion is completed, the ionospheric structure of the inversion region is divided into second or more times, and the ionospheric structure different from the traditional ionosphere tomography model is obtained by reconstructing the method. The feasibility of the method is combined with the GNSS observation data and the IRI2012 model. The accuracy and rationality are verified. Compared with other traditional ionospheric tomography models, the more accurate and more practical electronic density distribution can be reconstructed by this method, and its reconstruction accuracy is 8.6% higher than that of the CSST model, 14.8% higher than the SST model, and a higher 75.3%. than the IRI2012 model.

【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P228.4;P352

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 閆娜;;江蘇省GNSS連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)項(xiàng)目通過(guò)驗(yàn)收[J];測(cè)繪通報(bào);2007年02期

2 ;獲境外專業(yè)機(jī)構(gòu)青睞,合眾思?jí)迅呔獹NSS產(chǎn)品邁入世界前列[J];北京測(cè)繪;2007年02期

3 ;中國(guó)GNSS技術(shù)打破歐美壟斷高精度測(cè)量產(chǎn)品角逐國(guó)際市場(chǎng)[J];江西測(cè)繪;2007年02期

4 ;合眾思?jí)勋@海外定單標(biāo)志中國(guó)GNSS踏上自主創(chuàng)新成果產(chǎn)業(yè)化之路[J];現(xiàn)代測(cè)繪;2007年04期

5 ;十年中海達(dá) 中國(guó)GNSS產(chǎn)業(yè)化十年——中海達(dá)10周年慶典活動(dòng)拉開(kāi)序幕[J];測(cè)繪技術(shù)裝備;2009年03期

6 楊永平;段德磊;;多功能手持GNSS在電力行業(yè)的應(yīng)用[J];電力與電工;2009年03期

7 薄萬(wàn)舉;黃立人;李軍;程增杰;宋兆山;許明元;李文靜;李文一;;GNSS野外檢定場(chǎng)[J];測(cè)繪科學(xué);2009年S1期

8 季宇虹;王讓會(huì);;全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)GNSS的技術(shù)與應(yīng)用[J];全球定位系統(tǒng);2010年05期

9 董春來(lái);周立;史建青;;GNSS多功能實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建與實(shí)踐[J];實(shí)驗(yàn)室研究與探索;2011年02期

10 Zhan Wei;Zhu Shuang;Yang Bo;Wu Yanqiang;Liu Zhiguang;Meng Xiangang;;Effects of the differences between the ITRF2000 and ITRF2005 models in GNSS data processing[J];Geodesy and Geodynamics;2013年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 張慧君;李孝輝;;GNSS系統(tǒng)時(shí)間偏差及其監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)[A];2009全國(guó)時(shí)間頻率學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

2 ;Supporting capability analysis of present spectrum management resources to GNSS IDM in China[A];第三屆中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會(huì)電子文集——S01北斗/GNSS導(dǎo)航應(yīng)用[C];2012年

3 朱旭;;全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)在空中交通管理中的應(yīng)用進(jìn)展[A];中國(guó)通信學(xué)會(huì)第六屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上）[C];2009年

4 董紹武;;GNSS時(shí)間系統(tǒng)及其互操作[A];2009全國(guó)虛擬儀器大會(huì)論文集（二）[C];2009年

5 孫曉波;李冶天;;多模GNSS高精度授時(shí)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[A];經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變與自主創(chuàng)新——第十二屆中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)年會(huì)（第四卷）[C];2010年

6 胡曉;高偉;李本玉;;GNSS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究與思考[A];《測(cè)繪通報(bào)》測(cè)繪科學(xué)前沿技術(shù)論壇摘要集[C];2008年

7 高井祥;閆文林;王堅(jiān);;礦山變形災(zāi)害GNSS現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[A];《測(cè)繪通報(bào)》測(cè)繪科學(xué)前沿技術(shù)論壇摘要集[C];2008年

8 馬利華;韓延本;;全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)概述[A];中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第二十三屆年會(huì)論文集[C];2007年

9 ;A study of ionospheric scintillation effects on Differential GNSS[A];第三屆中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會(huì)電子文集——S08衛(wèi)星導(dǎo)航模型與方法[C];2012年

10 甄衛(wèi)民;韓超;杜黎明;陳麗;;我國(guó)GNSS開(kāi)放服務(wù)中的干擾檢測(cè)與減緩計(jì)劃[A];第三屆中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會(huì)電子文集——S01北斗/GNSS導(dǎo)航應(yīng)用[C];2012年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 王娜;我GNSS技術(shù)打破國(guó)外壟斷[N];科技日?qǐng)?bào);2007年

2 陶渝;重慶建成國(guó)土資源GNSS網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)[N];中國(guó)測(cè)繪報(bào);2011年

3 記者 謝必如　特約記者 白文起 通訊員 陶渝;重慶建成國(guó)土資源GNSS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[N];中國(guó)國(guó)土資源報(bào);2011年

4 王巖;包頭用GNSS管理市政布局[N];中國(guó)建設(shè)報(bào);2010年

5 甘勃;“天眼”邁進(jìn)GNSS時(shí)代[N];大眾科技報(bào);2007年

6 王立彬;中國(guó)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),奪下千萬(wàn)美元大單[N];新華每日電訊;2007年

7 通訊員 彭祥榮;“陸態(tài)網(wǎng)”民勤GNSS基準(zhǔn)站投入試運(yùn)行[N];中國(guó)氣象報(bào);2010年

8 記者 裴蕾;測(cè)繪氣象共建GNSS基準(zhǔn)站[N];四川日?qǐng)?bào);2010年

9 王雅麗;實(shí)施國(guó)際化戰(zhàn)略[N];中國(guó)測(cè)繪報(bào);2010年

10 記者 張敏霞　通訊員 王存林;陸態(tài)網(wǎng)沱沱河GNSS基準(zhǔn)站建成并試運(yùn)行[N];格爾木日?qǐng)?bào);2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 江鵬;地基GNSS探測(cè)2D/3D大氣水汽分布技術(shù)研究[D];武漢大學(xué);2014年

2 徐韶光;利用GNSS獲取動(dòng)態(tài)可降水量的理論與方法研究[D];西南交通大學(xué);2014年

3 李磊;基于GNSS的電離層總電子含量的預(yù)測(cè)與應(yīng)用研究[D];大連海事大學(xué);2015年

4 陳良;機(jī)載GNSS/SINS組合精密導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

5 郭瑤;慣性輔助的高動(dòng)態(tài)GNSS基帶信號(hào)跟蹤技術(shù)[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

6 張亮;地面復(fù)雜環(huán)境下移動(dòng)三維測(cè)量精度改善方法研究[D];武漢大學(xué);2015年

7 甘雨;GNSS/INS組合系統(tǒng)模型精化及載波相位定位測(cè)姿[D];解放軍信息工程大學(xué);2015年

8 李俊毅;GNSS動(dòng)態(tài)相對(duì)定位算法研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2013年

9 任燁;多場(chǎng)景下的GNSS完好性監(jiān)測(cè)方法研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(國(guó)家授時(shí)中心);2016年

10 陳華;基于原始觀測(cè)值的GNSS統(tǒng)一快速精密數(shù)據(jù)處理方法[D];武漢大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉成;GNSS-R應(yīng)用于測(cè)量表層土壤濕度及軟件設(shè)計(jì)[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

2 高榮祥;基于GNSS信號(hào)的無(wú)源雷達(dá)目標(biāo)探測(cè)研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

3 陳聞亞;基于Internet的GNSS高精度位置服務(wù)平臺(tái)研究與實(shí)現(xiàn)[D];西南交通大學(xué);2015年

4 楊晨云鸝;GNSS在地震矩反演中的應(yīng)用研究[D];西南交通大學(xué);2015年

5 張U，

本文編號(hào)：1839793