【摘要】：近年來,隨著人類空間活動和衛(wèi)星導航系統(tǒng)的增多,對電離層各種特征參數(shù)的監(jiān)測需求也越來越強烈,對電離層的研究不僅可以促進人類認識近地空間系統(tǒng),而且對近地空間的軍事活動等具有重要的意義。國內外學者在電離層探測上已經(jīng)開展了大量的研究工作,如何進一步提高電離層電子含量(Total Electron Content,TEC)的探測精度,成為電離層研究的關鍵問題。本文基于Kalman濾波將國際參考電離層(International Reference Ionosphere,IRI)模型中數(shù)據(jù)與GPS(Global Positioning System,GPS)地基反演得到的數(shù)據(jù)進行融合,從而提高了電離層垂直總電子含量(Vertical Total Electron Content,VTEC)的近實時反演精度。本文在空間目標活動與電離層相互作用的基礎上,綜合利用GPS地基反演算法和數(shù)據(jù)融合算法對電離層擾動進行分析,從而探測出空間目標的活動。本文主要從以下四個方面展開研究:1、針對太陽活動和地磁活動對電離層的影響進行了分析,闡述了空間目標活動對電離層造成的影響,并通過數(shù)值仿真分析了電磁波在等離子體中的傳播特性,詳細分析了電磁波的衰減常數(shù)隨碰撞頻率、電磁波頻率以及等離子體頻率的變化情況。2、詳細研究了電離層觀測和反演技術,主要對GPS電離層掩星觀測技術、電離層層析重建技術和GPS雙頻地基反演技術進行了闡述,同時分析了這些觀測技術的優(yōu)劣,并利用GPS雙頻地基反演得到了高緯度區(qū)域、中緯度區(qū)域、低緯度區(qū)域的電離層VTEC。3、對現(xiàn)有的電離層模型進行了介紹,并對電離層格網(wǎng)模型中的兩種插值算法進行了闡述,通過實驗分析了兩種插值算法的優(yōu)缺點。同時,提出利用Kalman濾波將IRI-2016與GPS雙頻地基反演的數(shù)據(jù)進行融合,在高緯度區(qū)域、中緯度區(qū)域、低緯度區(qū)域對比該融合算法與GPS雙頻地基反演的優(yōu)劣,結果表明數(shù)據(jù)融合能夠有效提高電離層反演的精度。4、分別利用GPS地基反演算法和數(shù)據(jù)融合算法,對2012年某運載火箭發(fā)射前后時間段電離層VTEC進行觀測。利用地面觀測站監(jiān)測到空間目標活動對電離層造成的擾動,從而驗證了基于電離層擾動監(jiān)測空間目標活動的可行性。
【圖文】：

(a) (b)圖 2-2 2014 年與 2016 年 SSN 指數(shù)對比 (a)2014 年 SSN 指數(shù);(b)2016 年 SSN 指數(shù)對比 2014 年太陽活動高年與 2016 年太陽活動低年 F10.7 指數(shù)，結果如圖 2-3所示 從圖中可以發(fā)現(xiàn)，2014 年為太陽活動高年，F(xiàn)10.7 指數(shù)明顯較大，而 2016年為太陽活動低年，F(xiàn)10.7 指數(shù)明顯小于 2014 的值，同時其變化幅度也相對較小 (a) (b)

而 2016 年的 SSN 指數(shù)較小，變化較小 (a) (b)圖 2-2 2014 年與 2016 年 SSN 指數(shù)對比 (a)2014 年 SSN 指數(shù);(b)2016 年 SSN 指數(shù)對比 2014 年太陽活動高年與 2016 年太陽活動低年 F10.7 指數(shù)，結果如圖 2-3所示 從圖中可以發(fā)現(xiàn)，2014 年為太陽活動高年，F(xiàn)10.7 指數(shù)明顯較大，而 2016年為太陽活動低年，F(xiàn)10.7 指數(shù)明顯小于 2014 的值，，同時其變化幅度也相對較小
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：P352.7

【參考文獻】

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1 黃士飛;黃勇;;人工擾動電離層對電波傳播的影響研究[J];現(xiàn)代防御技術;2015年01期

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3 歐明;甄衛(wèi)民;徐繼生;於曉;張風國;鄧忠新;;電離層多源數(shù)據(jù)同化方法研究[J];電波科學學報;2015年01期

4 孟范偉;郭英;劉振;;電離層異常原因分析與建模[J];測繪與空間地理信息;2014年01期

5 胡耀垓;趙正予;張援農(nóng);;不同釋放高度的化學物質的電離層擾動特性[J];物理學報;2013年20期

6 周義炎;申文斌;吳云;張訓械;;地基GPS VTEC約束的電離層掩星反演方法[J];地球物理學報;2012年04期

7 牛文杰;;基于變異函數(shù)的距離加權反比法[J];東華大學學報(自然科學版);2011年03期

8 黃勇;沈楠;周國輝;;火箭尾氣擾動電離層及其應用研究[J];現(xiàn)代防御技術;2011年02期

9 曲亞男;房元勛;李娟;;GNSS技術及其發(fā)展趨勢[J];山東省農(nóng)業(yè)管理干部學院學報;2010年05期

10 劉經(jīng)南;趙瑩;張小紅;;GNSS無線電掩星電離層反演技術現(xiàn)狀與展望[J];武漢大學學報(信息科學版);2010年06期

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3 樂新安;中低緯電離層模擬與數(shù)據(jù)同化研究[D];中國科學院研究生院（武漢物理與數(shù)學研究所）;2008年

4 吳小成;電離層無線電掩星技術研究[D];中國科學院研究生院（空間科學與應用研究中心）;2008年

5 楊力;大氣對GPS測量影響的理論與研究[D];解放軍信息工程大學;2001年

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2 薛時雨;非相干散射雷達信號處理系統(tǒng)關鍵技術研究與實現(xiàn)[D];西安電子科技大學;2011年

本文編號：2669433