F2層臨界頻率foF2是高頻通信的重要參數(shù),目前獲取F2層臨界頻率（foF2）最有效的手段是電離層測(cè)高儀,但磁暴期間電離層自身劇烈變化會(huì)造成測(cè)高儀foF2數(shù)據(jù)嚴(yán)重缺失。經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ腿鏝eQuick雖能給出foF2估計(jì)值,但磁暴期精度卻不及磁靜日水平。本文選取2015年12月19日至2015年12月22日磁暴期中國(guó)地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)GNSS雙頻數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)域建模并估算出電子總含量（total electron content,TEC）,利用實(shí)測(cè)區(qū)域TEC對(duì)NeQuick模型有效電離參數(shù)Az進(jìn)行估計(jì),得出NeQuick模型優(yōu)化后TEC總含量和F2層臨界頻率foF2,并反演出磁暴期初相,主相及恢復(fù)相階段變化過(guò)程。以中國(guó)地區(qū)臺(tái)站實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)作為參考對(duì)比,結(jié)果表明:GNSS數(shù)據(jù)優(yōu)化后的NeQuick模型TEC精度大概提升了20%～40%,foF2的實(shí)時(shí)精度提升了10%～25%。GNSS優(yōu)化后NeQuick模型能準(zhǔn)確反演出電離層的由正相暴轉(zhuǎn)為負(fù)相暴演化過(guò)程,而原始模型由于僅依賴(lài)于輸入的太陽(yáng)活動(dòng)水平,只能反映出與磁靜日水平相當(dāng)?shù)娜兆兓厔?shì)值。利用該方法可以有效提高磁暴期TEC和foF2的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷挠?jì)算精度,特別是... 

【文章來(lái)源】：測(cè)繪學(xué)報(bào). 2020,49(01)北大核心EICSCD

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NeQuick模型TEC誤差與待估參數(shù)Az對(duì)應(yīng)關(guān)系

(1) NeQuick原有模型所計(jì)算的TEC周日變化在磁暴期表現(xiàn)較為平均,無(wú)法描述磁暴期初相,主相以及恢復(fù)相階段TEC的變化。其原因如前所述可能是輸入?yún)?shù)與太陽(yáng)活動(dòng)水平有關(guān),而與地磁指數(shù)無(wú)關(guān),僅能給出類(lèi)似磁靜日水平的日變化趨勢(shì)。圖6 2015年12月19日—2015年12月22日UT8時(shí)NeQuick模型中國(guó)地區(qū)電離層TEC分布圖

在2015年12月20日至2015年12月26日發(fā)生了一次急始型的磁暴,磁暴初相發(fā)生在2015年12月19日,主相極大發(fā)生在2015年12月20日,恢復(fù)相則從2015年12月21日開(kāi)始。如圖2所示,圖2(a)給出了暴擾動(dòng)時(shí)間Dst指標(biāo),圖2(b)給出行星輻射指數(shù)Kp。Dst在2015年12月20日開(kāi)始快速下降,暴主相結(jié)束時(shí)12月21日,Dst達(dá)到-160 nT,隨后恢復(fù)相階段。磁暴期Kp達(dá)到6+,此次磁暴歸于G2級(jí)。據(jù)NOAA報(bào)道,日冕物質(zhì)拋射(CMEs)合并行星際介質(zhì)于2015年12月16日世界時(shí)UT15時(shí)開(kāi)始對(duì)地球產(chǎn)生影響,在行星際沖擊波過(guò)程中,太陽(yáng)風(fēng)參數(shù)突然增強(qiáng),總地磁場(chǎng)強(qiáng)度從最初的5 nT增加到17 nT。在行星際沖擊波經(jīng)過(guò)后,南向的磁場(chǎng)分量突然增強(qiáng),持續(xù)的南向磁場(chǎng)分量合并2015年12月16日日冕物質(zhì)拋射(CMEs)造成了2015年12月19日磁暴的發(fā)生。在2015年12月20日UT3時(shí)至6時(shí),以及UT15時(shí)至UT23時(shí)觀測(cè)到了中等強(qiáng)度的磁暴。圖3給出了2015年12月19日—2015年12月23日UT8時(shí)的全球TEC分布圖。比較圖3中4幅圖可以看出,與2015年12月19日參考日相比,2015年12月20日(DOY354)磁暴主相階段,在東經(jīng)120°附近赤道駝峰區(qū)出現(xiàn)明顯TEC增強(qiáng)現(xiàn)象,其增幅為33%,赤道駝峰區(qū)呈現(xiàn)正相暴。相比2015年19日,赤道南北駝峰區(qū)域都有所增大。而在2015年12月21日(DOY355)磁暴處于恢復(fù)相,中高緯區(qū)域TEC與2015年12月20日相近,而中低緯地區(qū)TEC出現(xiàn)了明顯減弱現(xiàn)象,相比于2015年12月19日,2015年12月20日TEC減少幅度為17%與40%,赤道駝峰區(qū)區(qū)域明顯變小,赤道北駝峰被抑制,呈現(xiàn)負(fù)相暴。相比于2015年12月20日電離層平靜日,赤道駝峰的位置明顯由東經(jīng)110°移動(dòng)到東經(jīng)80°附近。而2015年12月21日,全球TEC基本形態(tài)已恢復(fù)至與參考日2015年12月19日類(lèi)似。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]磁暴期間全球TEC擾動(dòng)特性分析[J]. 楊鼎,方涵先,楊升高,汪四成.  空間科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(05)
[2]不同NeQuick電離層模型參數(shù)的應(yīng)用精度分析[J]. 王寧波,袁運(yùn)斌,李子申,李敏,霍星亮.  測(cè)繪學(xué)報(bào). 2017(04)
[3]2015年3月磁暴期間中國(guó)中低緯地區(qū)電離層變化分析[J]. 孫文杰,寧百齊,趙必強(qiáng),李國(guó)主,胡連歡,常首民.  地球物理學(xué)報(bào). 2017 (01)
[4]中國(guó)低緯地區(qū)foF2實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)缺失的分布特征研究[J]. 萬(wàn)德煥,黃江,徐杰,鄧柏昌,孔德寶,胡猛,全宏俊.  地球物理學(xué)進(jìn)展. 2015(05)
[5]地基GPS區(qū)域電離層多項(xiàng)式模型與硬件延遲統(tǒng)一解算分析[J]. 章紅平,施闖,唐衛(wèi)明.  武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2008(08)
[6]GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)中的儀器偏差對(duì)確定電離層延遲的影響及處理方法[J]. 袁運(yùn)斌,歐吉坤.  測(cè)繪學(xué)報(bào). 1999(02)
[7]不同類(lèi)型磁暴和中低緯電離層暴的關(guān)系[J]. 張奇?zhèn)?郭兼善,章公亮,鄭紅.  地球物理學(xué)報(bào). 1995(05)



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