電離層閃爍是由電離層不規(guī)則體引起的穿過不規(guī)則電離層的無線電信號的幅度和相位的暫時性急劇變化現(xiàn)象,嚴重情況下會使衛(wèi)星信號接收機產(chǎn)生失鎖。這種現(xiàn)象和地方時、太陽活動等太空自然現(xiàn)象有著極其密切的關(guān)系。所以,特別是對于全球定位系統(tǒng)（GPS）如此發(fā)達的今天,電離層閃爍現(xiàn)象已經(jīng)成為太空科學和航天技術(shù)的研究焦點。電離層閃爍效應(yīng)的仿真研究一直是電離層研究的重中之重。本文提出了一個建立電離層閃爍模型的算法,能夠直接計算無線電波穿過不規(guī)則電離層時的閃爍現(xiàn)象。在研究過程中采用理論研究、建模仿真與閃爍效應(yīng)實際觀測結(jié)論相結(jié)合的方法,把建模仿真結(jié)果和實際電離層閃爍效應(yīng)觀測結(jié)果相比較,以驗證電離層閃爍仿真模型的正確性。首先,第一章詳細地介紹了國內(nèi)外電離層閃爍效應(yīng)的研究現(xiàn)狀,第二章詳細地介紹了電離層特性以及導(dǎo)致電離層閃爍效應(yīng)的原因。其次,針對電離層閃爍效應(yīng)的當前最新研究成果,利用電波傳播理論,從電離層這種隨機波動的介質(zhì)中的電波傳播的波動理論、電離層閃爍理論、電離層閃爍模型三方面出發(fā)進行了研究。在第三章中,首次提出了基于寬角拋物線方程近似的電離層閃爍算法,利用快速傅里葉變換方法,推導(dǎo)出了不但物理意義清晰而且方便應(yīng)用的電... 

【文章來源】：北京交通大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 課題的背景和意義
    1.2 電離層閃爍的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)電離層閃爍研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
2 電離層閃爍問題的研究
    2.1 電離層閃爍簡介
    2.2 閃爍的特征
        2.2.1 電離層閃爍的全球分布
        2.2.2 電離層閃爍隨地方時的變化
        2.2.3 電離層閃爍隨季節(jié)的變化
        2.2.4 電離層閃爍和太陽活動強弱及年份的變化關(guān)系
    2.3 研究電離層閃爍的必要性
    2.4 電離層閃爍基本知識
        2.4.1 閃爍的概念
        2.4.2 電離層閃爍指數(shù)
    2.5 電離層閃爍產(chǎn)生的原因
    2.6 不規(guī)則體的概念及幾種常見形式
        2.6.1 磁赤道F區(qū)不規(guī)則體
        2.6.2 赤道電離層E區(qū)不規(guī)則體
3 閃爍模型的建立
    3.1 電離層閃爍基礎(chǔ)理論
        3.1.1 不規(guī)則體密度譜分析
        3.1.2 閃爍理論分析
    3.2 電離層閃爍模型的建立
        3.2.1 傳統(tǒng)拋物線方程的建立
        3.2.2 多相位屏技術(shù)的引入
    3.3 算法的設(shè)計
        3.3.1 傳統(tǒng)拋物線近似解
        3.3.2 拋物線方程的寬角近似
        3.3.3 兩種近似的比較
    3.4 閃爍相位的推導(dǎo)
        3.4.1 相位功率譜和電子密度功率譜的關(guān)系
        3.4.2 多相位屏的生成
    3.5 要說明的問題
4 閃爍效應(yīng)的仿真分析
    4.1 仿真模擬環(huán)境的設(shè)置
    4.2 幅度閃爍效應(yīng)的仿真分析
        4.2.1 幅度閃爍與電子密度變化率的關(guān)系
        4.2.2 幅度閃爍和不規(guī)則體尺度的關(guān)系
        4.2.3 幅度閃爍和入射波頻率的關(guān)系
        4.2.4 幅度閃爍和功率指數(shù)p的關(guān)系
        4.2.5 幅度閃爍和太陽通量變化的關(guān)系
    4.3 相位閃爍效應(yīng)的仿真分析
        4.3.1 相位閃爍和電子密度變化率的關(guān)系
        4.3.2 相位閃爍和不規(guī)則體尺度的關(guān)系
        4.3.3 相位閃爍和入射波頻率的關(guān)系
        4.3.4 相位閃爍和功率指數(shù)p的關(guān)系
        4.3.5 相位閃爍和太陽通量的關(guān)系
    4.4 仿真結(jié)果的驗證以及和實際數(shù)據(jù)的比較
        4.4.1 比較條件的設(shè)置
        4.4.2 仿真信號的幅值和相位功率譜與已有觀測的比較
        4.4.3 仿真信號的幅值與觀測的比較
    4.5 小結(jié)
5 仿真軟件設(shè)計
    5.1 概述
    5.2 軟件需求分析及功能說明
        5.2.1 需求分析
        5.2.2 軟件開發(fā)環(huán)境及功能
    5.3 軟件模塊劃分及功能介紹
    5.4 軟件的關(guān)系圖及工作流程
    5.5 軟件界面實際效果圖
6 總結(jié)和展望
參考文獻
附錄A
附錄B
作者簡歷
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3347093