研究臺風引起電離層擾動的形態(tài)特征
發(fā)布時間:2023-11-28 18:26
電離層是全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)定位誤差的主要來源,當電離層處于平靜狀態(tài),采用差分技術(shù)或GNSS多頻技術(shù)將有效降低電離層誤差的影響。臺風活動會引起電離層中小尺度擾動,對GNSS安全運行構(gòu)成嚴重威脅。然而,臺風引起電離層擾動的規(guī)律與耦合機理仍未明確,缺乏系統(tǒng)、完整的研究。本文圍繞臺風引起電離層擾動的規(guī)律和耦合機理進行了以下幾個方面的研究。1)介紹了雙頻GPS解算電離層TEC的基本原理、主要算法和一般流程,并基于該方法提取北京房山GPS站(BJFS)2018年全年電離層TEC值。相較于IGS提供的GIM產(chǎn)品,本文提取的電離層TEC值精度較高,其均方根誤差為2.78 TECU,且精度與季節(jié)和本地時間有關(guān),秋冬高于春夏,夜間高于白天;2)介紹了三種電離層TEC異常探測方法:滑動四分位距法、卡爾曼濾波法和本文所用的相關(guān)系數(shù)法。利用上述方法對2015年尼泊爾8.1級大地震期間電離層TEC進行異常探測,結(jié)果表明三種方法都能對地震前后的電離層TEC異常進行有效探測,而利用相關(guān)系數(shù)法探測到的TEC異常與地震發(fā)生的次數(shù)和時間更加吻合;3)基于深圳電離層閃爍儀觀測數(shù)據(jù)對電離層閃爍指數(shù)S4、σφ與TEC變...
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
縮略詞注釋表
1 緒論
1.1 研究意義
1.2 國內(nèi)外研究動態(tài)
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 本文研究的目標和主要內(nèi)容
2 地基/掩星GPS電離層反演
2.1 地基GPS電離層TEC反演
2.1.1 電離層折射率指數(shù)
2.1.2 電離層延遲解算
2.1.3 接收機與衛(wèi)星的硬件延遲解算
2.1.4 本文提取的電離層TEC精度分析
2.2 掩星電離層電子密度反演
2.2.1 掩星GPS技術(shù)概述
2.2.2 COSMIC與FY-3C衛(wèi)星介紹
2.2.3 Abel積分反演算法
2.2.4 COSMIC與FY-3C一次掩星事件分析
2.3 本章小結(jié)
3 電離層TEC時間序列異常探測
3.1 電離層TEC異常常用探測方法
3.1.1 滑動四分位距法
3.1.2 卡爾曼濾波探測法
3.2 基于太陽活動指數(shù)的TEC異常探測方法
3.2.1 TEC數(shù)據(jù)來源與插值算法
3.2.2 相關(guān)系數(shù)探測TEC異常原理與方法
3.2.3 相關(guān)系數(shù)法的實際使用
3.3 本章小結(jié)
4 GPS電離層閃爍監(jiān)測方法
4.1 電離層閃爍概述
4.2 電離層閃爍指數(shù)與ROTI指數(shù)
4.2.1 振幅閃爍指數(shù)
4.2.2 相位閃爍指數(shù)
4.2.3 ROTI指數(shù)
4.3 閃爍指數(shù)與ROTI的相關(guān)性分析
4.3.1 數(shù)據(jù)選取
4.3.2 相關(guān)性結(jié)果分析
4.3.3 基于香港CORS數(shù)據(jù)檢驗
4.4 本章小結(jié)
5 臺風期間電離層響應的形態(tài)特征與耦合機理
5.1 臺風與地磁、太陽活動
5.1.1 臺風相關(guān)信息
5.1.2 地磁和太陽活動
5.2 電離層擾動形態(tài)特征
5.2.1 地基GPS提取的電離層TEC
5.2.2 電離層閃爍
5.2.3 電離層數(shù)字測高儀
5.2.4 COSMIC/FY-3C掩星GPS
5.3 耦合機理初步探討
5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
參考文獻
致謝
作者簡介及讀研期間主要科研成果
本文編號:3868701
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【學位級別】:碩士
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摘要
Abstract
縮略詞注釋表
1 緒論
1.1 研究意義
1.2 國內(nèi)外研究動態(tài)
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 本文研究的目標和主要內(nèi)容
2 地基/掩星GPS電離層反演
2.1 地基GPS電離層TEC反演
2.1.1 電離層折射率指數(shù)
2.1.2 電離層延遲解算
2.1.3 接收機與衛(wèi)星的硬件延遲解算
2.1.4 本文提取的電離層TEC精度分析
2.2 掩星電離層電子密度反演
2.2.1 掩星GPS技術(shù)概述
2.2.2 COSMIC與FY-3C衛(wèi)星介紹
2.2.3 Abel積分反演算法
2.2.4 COSMIC與FY-3C一次掩星事件分析
2.3 本章小結(jié)
3 電離層TEC時間序列異常探測
3.1 電離層TEC異常常用探測方法
3.1.1 滑動四分位距法
3.1.2 卡爾曼濾波探測法
3.2 基于太陽活動指數(shù)的TEC異常探測方法
3.2.1 TEC數(shù)據(jù)來源與插值算法
3.2.2 相關(guān)系數(shù)探測TEC異常原理與方法
3.2.3 相關(guān)系數(shù)法的實際使用
3.3 本章小結(jié)
4 GPS電離層閃爍監(jiān)測方法
4.1 電離層閃爍概述
4.2 電離層閃爍指數(shù)與ROTI指數(shù)
4.2.1 振幅閃爍指數(shù)
4.2.2 相位閃爍指數(shù)
4.2.3 ROTI指數(shù)
4.3 閃爍指數(shù)與ROTI的相關(guān)性分析
4.3.1 數(shù)據(jù)選取
4.3.2 相關(guān)性結(jié)果分析
4.3.3 基于香港CORS數(shù)據(jù)檢驗
4.4 本章小結(jié)
5 臺風期間電離層響應的形態(tài)特征與耦合機理
5.1 臺風與地磁、太陽活動
5.1.1 臺風相關(guān)信息
5.1.2 地磁和太陽活動
5.2 電離層擾動形態(tài)特征
5.2.1 地基GPS提取的電離層TEC
5.2.2 電離層閃爍
5.2.3 電離層數(shù)字測高儀
5.2.4 COSMIC/FY-3C掩星GPS
5.3 耦合機理初步探討
5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
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