聯(lián)合DORIS和GNSS數(shù)據(jù)的四維電離層層析新算法及其應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-09-03 20:59
電離層垂直分布特征對(duì)電離層物理和空間環(huán)境變化的監(jiān)測(cè)都有著重要的意義。電離層層析成像技術(shù)(Computerized Ionospheric Tomography, CIT)的出現(xiàn)為監(jiān)測(cè)電離層垂直結(jié)構(gòu)提供了可能,電離層層析通過對(duì)電離層進(jìn)行分層研究,克服了單層假設(shè)和投影函數(shù)對(duì)稱性帶來的影響,不僅在地球空間環(huán)境監(jiān)測(cè)研究中具有很大的優(yōu)勢(shì),在空間定位領(lǐng)域電離層誤差的改正方面,也表現(xiàn)出比單層模型更好的優(yōu)勢(shì)。近年來,電離層層析技術(shù)從算法研究到理論應(yīng)用等方面都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展,但是受到觀測(cè)條件和測(cè)站分布等多種因素的影響,可靠的電離層層析算法等關(guān)鍵性問題還有待進(jìn)一步的完善和改進(jìn)。本文針對(duì)電離層層析算法中存在的問題,提出了一種附加雙格網(wǎng)約束和速度參數(shù)的電離層層析算法。為了綜合利用DORIS兩頻段數(shù)據(jù)頻率比率較高,可獲取更高精度TEC的優(yōu)點(diǎn),研究實(shí)現(xiàn)了一種聯(lián)合GIM TEC和DORIS ATEC獲取絕對(duì)TEC的數(shù)據(jù)處理方案。最后聯(lián)合GNSS數(shù)據(jù)、DORIS數(shù)據(jù)以及測(cè)高數(shù)據(jù)建立四維電離層時(shí)變模型,在空間定位和電離層擾動(dòng)探測(cè)等方面驗(yàn)證和探討了四維時(shí)變模型的有效性和應(yīng)用優(yōu)勢(shì),獲得一些有益的結(jié)論。具體而言,本文主要研...
【文章來源】:武漢大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:116 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
全球非相干散射雷達(dá)站分布示意圖
電離層電子密度在垂直方向上呈分層結(jié)構(gòu),并不是均勻分布的,其典型的分布結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。在離地球表面約60?1000公里高度范圍內(nèi),隨高度的分布由低到高主要有3層:D層、E層和F (F1與F2)層。大約在300公里處電子密度達(dá)到最大值,再往上電子密度緩慢下降,在約1000公里處同磁層銜接。D層位于電離層最低的一層,電離度較低(包括多種原子離子團(tuán))的大氣所構(gòu)成的一層,約位于60?90公里的區(qū)域。在D層中,由于中性大氣成分很大,中性粒子和電子之間的碰撞頻繁,進(jìn)而與分子結(jié)合形成負(fù)離子,因此D層離子密度大于電子密度,這是D層的一個(gè)特點(diǎn)。另外該層的變化特征與太陽(yáng)活動(dòng)及大氣密度緊密相關(guān)。太陽(yáng)活動(dòng)高年電子密度大約是太陽(yáng)活動(dòng)低年的2?3倍;夏季時(shí)電子密度也要比冬季強(qiáng);在夜間電子大量消失
電子密度重構(gòu)是典型的求反問題,即基于觀測(cè)到的STEC來重構(gòu)待反演區(qū)域的電子密度三維分布信息。首先將待反演的觀測(cè)區(qū)域進(jìn)行三維格網(wǎng)化,如圖2.2所示,GPS衛(wèi)星信號(hào)的傳播路徑可以近似地看成直線。事先選取一組合適的基函數(shù)模型化待反演的電離層電子密度19
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Monitoring traveling ionospheric disturbances using the GPS network around China during the geomagnetic storm on 28 May 2011[J]. SONG Qian,DING Feng,WAN WeiXing,NING BaiQi,ZHAO BiQiang. Science China(Earth Sciences). 2013(05)
[2]北美地區(qū)夜間中尺度電離層行進(jìn)式擾動(dòng)的GPS臺(tái)網(wǎng)監(jiān)測(cè)研究[J]. 宋茜,丁鋒,萬衛(wèi)星,劉立波,寧百齊. 地球物理學(xué)報(bào). 2011(04)
[3]基于EOF的實(shí)時(shí)三維電離層模型精度分析[J]. 施闖,耿長(zhǎng)江,章紅平,唐衛(wèi)明. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2010(10)
[4]電離層層析成像的一種改進(jìn)算法[J]. 肖宏波,史小紅,王曉穎. 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(02)
[5]重力衛(wèi)星和測(cè)高衛(wèi)星五年來的進(jìn)展[J]. 陳俊勇. 測(cè)繪科學(xué). 2005(05)
[6]GPS地面臺(tái)網(wǎng)和掩星觀測(cè)結(jié)合的時(shí)變?nèi)S電離層層析[J]. 徐繼生,鄒玉華,馬淑英. 地球物理學(xué)報(bào). 2005(04)
[7]GPS載波定位中雙差觀測(cè)值權(quán)的合理確定[J]. 高成發(fā),趙毅,萬德鈞. 測(cè)繪科學(xué). 2005(03)
[8]一種時(shí)變?nèi)S電離層CT算法[J]. 鄒玉華,徐繼生. 電波科學(xué)學(xué)報(bào). 2003(06)
[9]時(shí)變?nèi)S電離層層析成像重建公式[J]. 徐繼生,鄒玉華. 地球物理學(xué)報(bào). 2003(04)
[10]東亞赤道異常區(qū)電離層結(jié)構(gòu)與擾動(dòng)的CT成像[J]. 徐繼生,吳雄斌,馬淑英,田茂,俞勝兵,K.C.Yeh,S.J.Franke,W.H.Tsai,K.H.Lin. 中國(guó)科學(xué)E輯:技術(shù)科學(xué). 2000(02)
博士論文
[1]利用地基GNSS數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電離層延遲理論與方法研究[D]. 耿長(zhǎng)江.武漢大學(xué) 2011
[2]中低緯電離層模擬與數(shù)據(jù)同化研究[D]. 樂新安.中國(guó)科學(xué)院研究生院(武漢物理與數(shù)學(xué)研究所) 2008
[3]基于地基GPS的中國(guó)區(qū)域電離層監(jiān)測(cè)與延遲改正研究[D]. 章紅平.中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海天文臺(tái)) 2006
[4]GPS地面臺(tái)網(wǎng)和掩星觀測(cè)結(jié)合的時(shí)變?nèi)S電離層層析[D]. 鄒玉華.武漢大學(xué) 2004
[5]基于GPS的電離層監(jiān)測(cè)及延遲改正理論與方法的研究[D]. 袁運(yùn)斌.中國(guó)科學(xué)院研究生院(測(cè)量與地球物理研究所) 2002
[6]磁暴期間全球電離層擾動(dòng)形態(tài)分析和理論研究[D]. 尚社平.中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心 2000
碩士論文
[1]非相干散射雷達(dá)的電離層電子濃度剖面觀測(cè)數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分析[D]. 梅冰.中國(guó)科學(xué)院研究生院(武漢物理與數(shù)學(xué)研究所) 2007
本文編號(hào):3381849
【文章來源】:武漢大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:116 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
全球非相干散射雷達(dá)站分布示意圖
電離層電子密度在垂直方向上呈分層結(jié)構(gòu),并不是均勻分布的,其典型的分布結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。在離地球表面約60?1000公里高度范圍內(nèi),隨高度的分布由低到高主要有3層:D層、E層和F (F1與F2)層。大約在300公里處電子密度達(dá)到最大值,再往上電子密度緩慢下降,在約1000公里處同磁層銜接。D層位于電離層最低的一層,電離度較低(包括多種原子離子團(tuán))的大氣所構(gòu)成的一層,約位于60?90公里的區(qū)域。在D層中,由于中性大氣成分很大,中性粒子和電子之間的碰撞頻繁,進(jìn)而與分子結(jié)合形成負(fù)離子,因此D層離子密度大于電子密度,這是D層的一個(gè)特點(diǎn)。另外該層的變化特征與太陽(yáng)活動(dòng)及大氣密度緊密相關(guān)。太陽(yáng)活動(dòng)高年電子密度大約是太陽(yáng)活動(dòng)低年的2?3倍;夏季時(shí)電子密度也要比冬季強(qiáng);在夜間電子大量消失
電子密度重構(gòu)是典型的求反問題,即基于觀測(cè)到的STEC來重構(gòu)待反演區(qū)域的電子密度三維分布信息。首先將待反演的觀測(cè)區(qū)域進(jìn)行三維格網(wǎng)化,如圖2.2所示,GPS衛(wèi)星信號(hào)的傳播路徑可以近似地看成直線。事先選取一組合適的基函數(shù)模型化待反演的電離層電子密度19
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Monitoring traveling ionospheric disturbances using the GPS network around China during the geomagnetic storm on 28 May 2011[J]. SONG Qian,DING Feng,WAN WeiXing,NING BaiQi,ZHAO BiQiang. Science China(Earth Sciences). 2013(05)
[2]北美地區(qū)夜間中尺度電離層行進(jìn)式擾動(dòng)的GPS臺(tái)網(wǎng)監(jiān)測(cè)研究[J]. 宋茜,丁鋒,萬衛(wèi)星,劉立波,寧百齊. 地球物理學(xué)報(bào). 2011(04)
[3]基于EOF的實(shí)時(shí)三維電離層模型精度分析[J]. 施闖,耿長(zhǎng)江,章紅平,唐衛(wèi)明. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2010(10)
[4]電離層層析成像的一種改進(jìn)算法[J]. 肖宏波,史小紅,王曉穎. 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(02)
[5]重力衛(wèi)星和測(cè)高衛(wèi)星五年來的進(jìn)展[J]. 陳俊勇. 測(cè)繪科學(xué). 2005(05)
[6]GPS地面臺(tái)網(wǎng)和掩星觀測(cè)結(jié)合的時(shí)變?nèi)S電離層層析[J]. 徐繼生,鄒玉華,馬淑英. 地球物理學(xué)報(bào). 2005(04)
[7]GPS載波定位中雙差觀測(cè)值權(quán)的合理確定[J]. 高成發(fā),趙毅,萬德鈞. 測(cè)繪科學(xué). 2005(03)
[8]一種時(shí)變?nèi)S電離層CT算法[J]. 鄒玉華,徐繼生. 電波科學(xué)學(xué)報(bào). 2003(06)
[9]時(shí)變?nèi)S電離層層析成像重建公式[J]. 徐繼生,鄒玉華. 地球物理學(xué)報(bào). 2003(04)
[10]東亞赤道異常區(qū)電離層結(jié)構(gòu)與擾動(dòng)的CT成像[J]. 徐繼生,吳雄斌,馬淑英,田茂,俞勝兵,K.C.Yeh,S.J.Franke,W.H.Tsai,K.H.Lin. 中國(guó)科學(xué)E輯:技術(shù)科學(xué). 2000(02)
博士論文
[1]利用地基GNSS數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電離層延遲理論與方法研究[D]. 耿長(zhǎng)江.武漢大學(xué) 2011
[2]中低緯電離層模擬與數(shù)據(jù)同化研究[D]. 樂新安.中國(guó)科學(xué)院研究生院(武漢物理與數(shù)學(xué)研究所) 2008
[3]基于地基GPS的中國(guó)區(qū)域電離層監(jiān)測(cè)與延遲改正研究[D]. 章紅平.中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海天文臺(tái)) 2006
[4]GPS地面臺(tái)網(wǎng)和掩星觀測(cè)結(jié)合的時(shí)變?nèi)S電離層層析[D]. 鄒玉華.武漢大學(xué) 2004
[5]基于GPS的電離層監(jiān)測(cè)及延遲改正理論與方法的研究[D]. 袁運(yùn)斌.中國(guó)科學(xué)院研究生院(測(cè)量與地球物理研究所) 2002
[6]磁暴期間全球電離層擾動(dòng)形態(tài)分析和理論研究[D]. 尚社平.中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心 2000
碩士論文
[1]非相干散射雷達(dá)的電離層電子濃度剖面觀測(cè)數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分析[D]. 梅冰.中國(guó)科學(xué)院研究生院(武漢物理與數(shù)學(xué)研究所) 2007
本文編號(hào):3381849
本文鏈接:http://sikaile.net/projectlw/dqwllw/3381849.html
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