一、Low latitude ionospheric effects near longitude 120°E during the great geomagnetic storm of July 2000（论文文献综述）
蔡冰[1]（2021）在《MLT中频雷达流星余迹测风技术及太阳活动效应观测研究》文中研究表明中间层和低热层（Mesosphere and Lower Thermosphere:MLT）是中层大气的重要组成部分,它在日地能量交换过程中发挥着重要的作用,时刻发生着复杂的物理、化学过程。受到探测技术的限制,目前人们对于MLT区域大气环境的认知仍有所欠缺。充分了解MLT大气环境的变化特性,可有力支撑临近空间的开发利用,对国家经济社会发展和国防安全保障都具有重要的意义和价值。目前国内现有的中频雷达设备可以连续获得60-100km的水平风场,但是对100km以上高度的风场探测能力还有待提高;另一方面,太阳活动对地球空间环境监测和人类日常生活的影响越来越显着,研究MLT大气环境对太阳活动的响应将有利于丰富人们对中层大气和低电离层的认知,对促进大气模型的研究和改进也具有重要的科学意义。基于上述动机,本文利用廊坊站中频雷达设备开展了相关研究,主要内容如下:（1）基于中频雷达的原始观测数据,开展了中频雷达流星观测体制研究和流星回波信号处理方案研究,提出了基于Y型天线的到达角估计算法,并在我国中纬度地区首次开展流星观测实验。经数据预处理、PEV检测和CEV检测成功提取出流星回波,得到其高度、方位分布特性。结果表明:流星回波高度集中分布在100km至120km之间,其中可探测到的最高高度为141km;流星回波天顶角大多数在10°-30°范围内,方位偏西南方向。此外,我们提出了获得流星回波完整空间分布的最佳观测方案,即垂直波束和斜波束组合观测,而且实际采样率仅为10Hz时即可成功探测到141km的流星回波,这一方案更适用于目前正在运行的大部分中频雷达设备。（2）基于中频雷达探测到的流星回波信号,反演获得96-115km高度的两小时平均和整晚平均的水平风场,成功将中频雷达水平风场探测高度范围延伸至100km以上。将中频雷达上述测风结果与同站点VHF流星雷达的观测结果进行对比,发现整晚平均的纬向风和经向风均表现出一致的变化趋势和风速、风向,有效验证了中频雷达流星余迹测风技术的可行性与准确性。此外,中频雷达流星余迹测风技术最高可以探测到115km处的大气水平风场,比传统的VHF流星雷达探测高度提高约10km。（3）基于中频雷达2017年9月太阳耀斑事件的部分观测数据,研究了不同耀斑事件期间电子密度的变化规律、X/O波的吸收现象、电子密度与电子产生率的关系、以及等电子密度高度的变化规律等,得到以下结论:1、在本次太阳耀斑期间可以得到较低高度（70km以下）的电子密度,且耀斑强度越高,可探测的电子密度高度越低;2、不同耀斑强度期间电子密度与电子产生率之间是平方关系;3、等电子密度高度在太阳耀斑期间的减小量随耀斑等级增加而增大。这些研究结论,丰富了人们对电离层D层的认知,对于太阳耀斑及其地球效应观测、电波传播应用也具有重要的价值。（4）基于中频雷达2009-2020年风场观测数据,分析了廊坊上空80～100km高度范围内大气水平风场对11年太阳周期活动的响应,计算了MLT风场在不同季节、不同高度与F10.7的相关系数和置信度。得到以下现象:1、春季纬向风在80-84km与太阳活动正相关,夏季纬向风在80-82km与太阳活动正相关;2、春季经向风在84-88km与太阳活动正相关,夏季经向风在84-90km与太阳活动正相关;3、80-90km纬向风/经向风周年振荡和半年振荡的振幅与太阳活动以负相关为主。针对这些结论,我们提出了太阳活动通过影响平流层热结构和风场结构、使得上传大气重力波通量发生变化而影响MLT大气风场的机制。
赵坤娟[2]（2020）在《基于iGMAS的电离层监测和评估方法研究》文中提出电离层对卫星信号的影响一直是全球卫星导航系统GNSS（Global Navigation Satellite System）数据处理中主要的误差源之一。基于GNSS的电离层研究主要包括电离层延迟监测方法研究,建模和预报研究,以及电离层产品的应用。随着我国北斗卫星导航系统BDS（Bei Dou Navigation Satellite System）全球组网建设完成,使得基于GNSS的电离层研究有了更多的机遇和可能性。一方面,北斗系统的星座不同于其他卫星导航系统,在赤道上空包含特有的地球静止轨道GEO（Geostationary Earth Orbit）卫星,可实现高精度电离层延迟监测;另一方面,我国建立了独立的国际GNSS监测评估系统（international GNSS Monitoring and Assessment System,i GMAS）,使得研究电离层有了可靠的数据支撑和分析基础。因此本文依托i GMAS重点开展了北斗GEO卫星的电离层监测、北斗全球广播电离层延迟修正模型BDGIM（Bei Dou Global broadcast Ionospheric delay correction Model）评估、i GMAS电离层产品长期预报方法研究。论文研究结果可促进i GMAS监测系统的完善和发展,为我国北斗卫星导航系统和电离层相关技术的发展和应用提供支撑。论文研究的主要成果和创新点如下:（1）利用北斗GEO卫星对地静止的特性,基于近几年的观测数据和频间偏差产品,开展了固定穿刺点处电离层TEC的连续监测试验研究。BDS特有的GEO卫星和地面站相对位置固定,其电离层穿刺点几乎固定不变,可对固定穿刺点处电离层进行连续不间断监测。因此论文提出利用GEO卫星双频观测数据对固定穿刺点处电离层TEC监测的方法。首先通过比较北斗码伪距和载波相位观测值的不同组合,分析得到B1&B2双频组合计算电离层延迟为最优组合。然后采用相位平滑伪距方法计算电离层延迟TEC,相较其他电离层数学模型,该方法的优点是不会引入模型误差,连续三年监测结果与IGS格网产品比较误差约为2TECU。最后利用GEO电离层连续的监测结果,分析了太阳活动的电离层响应特征。（2）在北斗三号全球系统开通之前,基于i GMAS全球跟踪网等数据,以GNSS多系统的事后精密电离层产品和双频实测电离层产品为参考,开展了北斗电离层模型（BDGIM）评估方法研究和实际的试验评估,并与其他广播电离层模型进行了比较分析。评估结果表明:a)与BDSKlob相比BDGIM模型在性能上有了较大提升,电离层改正精度大约提高了20%,并弥补了BDSKlob模型在高纬度和两极区域异常的缺点;b)BDGIM模型和GPSKlob模型相比,模型参数更新率快,对全球范围内的电离层延迟描述更精确,北半球和赤道区域的电离层改正优势明显,南半球中纬度区域和GPSKlob模型精度相当,南半球高纬度区域会出现精度略逊于GPSKlob模型;c)BDGIM模型在电离层平静时期和春季异常时期的表现都优于BDSKlob、GPSKlob模型,在较长时间尺度上BDGIM模型也是可靠的。d)通过与双频实测电离层的对比,BDGIM的差值STD约为1～2.5 TECU;BDSKlob的差值STD约为2～3 TECU,GPSKlob的差值STD约为1.7～6.8 TECU。（3）基于i GMAS电离层产品研究了电离层TEC的长期预报方法,提出了电离层TEC的直接序列预报方法和间接系数预报方法,并对实际预报效果进行了验证。研究电离层TEC的长期预报方法,对于卫星导航系统自主运行,以及相关科学研究等具有重要意义。直接序列预报方法是利用自回归滑动平均ARMA（p,q）模型直接对每个格网点上的电离层VTEC序列进行预报,而间接系数预报方法是将电离层VTEC转换成球谐系数后,对球谐系数序列应用ARMA（p,q）模型进行预报。利用i GMAS电离层产品对提出的两种方法进行检验和比较,结果表明,在15天以内,上述两种方法的预报结果较好,和参考值比较具有很好的一致性,预报值和参考值之差小于3 TECU的格网点数占比75%以上,在每天太阳直射阶段和参考值的差值略大,在4 TECU以内,超过15天时,间接系数预报方法的精度略高于直接序列预报方法。通过6次30天的预报得到的2019年下半年结果显示,两种方法电离层预报的精度基本在80%以上。另外,直接序列预报方法适用于区域性预报,间接系数预报方法适用于全球性预报;临时预报采用直接序列预报方法较为省时,而连续自动化预报采用间接系数预报方法更省时省存储空间。
吴迪[3]（2019）在《基于天基GNSS掩星探测技术的电离层闪烁研究》文中研究说明电离层闪烁会导致无线电信号的周跳甚至失锁,从而对全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）的导航定位、星地通讯以及区域通信等产生非常严重的影响。基于我国雷达、北斗导航系统（Beidou Navigation Satellite System）的快速发展以及我国南方区域正处于磁赤道异常北驼峰区域的现状,该地区电离层闪烁及时有效的监测和预警对我国的国防建设、南海渔业、海上航运等生产生活活动显得极为重要。因此我国有必要大力发展南方乃至全球的电离层闪烁观测技术,推动电离层闪烁监测、预警和预报等空间天气研究。迄今为止,国内外已有大量电离层闪烁探测手段,其中,天基GNSS掩星接收机探测技术具有全球覆盖、高垂直分辨率、高精度、全天候和长期稳定等优点,是目前最主要的电离层闪烁探测方式之一,应当是我国发展的重点。我国于2013年研制并投入使用的GNSS掩星探测仪（GNSS occultation sounder,GNOS）搭载于风云三号C星（FY3C）,其通过掩星临边观测获取了大量GPS电离层闪烁数据,为电离层闪烁预报、电离层闪烁概率发生模型等空间天气研究提供了重要支撑。基于FY3C-GNOS,我国于2017年研制并发射了搭载于FY3D卫星上的新一代GNOS,实现了GPS（Global Positioning System）与北斗（Beidou Nvigation Satellite System,BDS）双系统兼容的闪烁观测以及电离层闪烁观测数量的大幅度提升。本文详细介绍了电离层闪烁的探测原理以及研究现状,并围绕FY3C/FY3D-GNOS载荷,对其硬件设计实现、地面仿真系统设计、电离层闪烁产品反演精度验证、电离层闪烁产品应用等展开了详细讨论,并对FY3C/FY3D-GNOS电离层产品的应用前景作出展望。本文开展的主要工作如下:1.系统介绍了电离层的介质特性及其电子密度不规则结构的表征方法,分析其对卫星通信、卫星导航、雷达等系统的电离层闪烁效应。综述国内外电离层闪烁探测方法,结合FY3C/FY3D-GNOS掩星探测仪,重点分析了天基GNSS掩星探测电离层闪烁时全球覆盖、高精度、全天候和长期稳定的技术特点和优势。2.通过设计控制解算DSP以及基带处理FPGA实现了GNOS载荷的硬件功能,其中,在基带处理FPGA环节,本工作创新性地采用基于匹配滤波器和FFT频率搜索的捕获方法以及变带宽环路设计,解决了由于掩星事件持续时间很短,快速准确捕获GNSS信号并高质量输出数据的困难以及星上高动态效应产生的一系列问题,是本次载荷设计中的技术亮点。3.自主设计了基于Cornell模型的电离层闪烁地面仿真系统,完成了FY3C/FY3D-GNOS载荷功能和性能的测试。该仿真软件可灵活配置闪烁时间、数据更新周期以及模型参数,从而得到闪烁影响下GNSS信号幅度衰落及相位波动序列,通过Spirent公司的双频GPS信号模拟器生成受到电离层闪烁效应影响的GPS L1和L2以及BDS B1和B2双频信号,利用GNOS掩星探测仪进行接收、处理,结果表明,FY3C/FY3D-GNOS电离层闪烁探测精度符合要求。4.为在轨验证FY3C-GNOS电离层闪烁的探测精度,首次采用交叉验证方法将FY3C-GNOS在轨运行期间获得的最大电离层闪烁指数S4max与同类型天基COSMIC掩星项目所观测到的S4max数据进行匹配以及误差分析,在匹配过程中,除常规时空匹配外,还首次将两者掩星射线的方向性纳入匹配条件。分析表明两者数值差异的平均误差和标准差都小于0.01以及0.1。该量级的统计误差特性验证了FY3C-GNOS电离层闪烁产品的可靠性和精度,同时证明了不同电离层GNSS掩星探测项目间具备无偏性、长期一致性和稳定性,为将来开展一系列综合和长期的电离层掩星数据应用分析奠定了基础。5.天基电离层掩星探测技术能够观测到全球电离层的各种变化以及各种现象引起的电离层效应。基于该技术特点,本文首次将FY3C-GNOS在轨期间观测的电离层闪烁指数应用于事件级磁暴以探索该产品在磁暴研究中应用的可行性。结果表明FY3C-GNOS的电离层闪烁数据能够有效反映出磁暴初相、磁暴主相、磁暴恢复相的电离层变化特征,与已有闪烁探测结果相一致,表明了其在研究各类电离层现象中的巨大潜力。
杨剑[4]（2019）在《地基电离层参数解算方法及震前电离层异常特征研究》文中进行了进一步梳理自从上世纪60年代美国科学家发现大震前震中上空附近电离层存在显着扰动现象以来,有关震前电离层异常的震例研究和统计分析研究就逐渐发展起来,研究表明震前电离层异常现象往往具有短临时间特征,这为地震预报,特别是地震短临预报开辟了一个新的研究和分析思路。但必须要承认,震前电离层异常研究还处于探索和实验阶段,我们对震前电离层异常扰动的形成机理还不清楚,需要继续研究,同时还需要通过更多大量的震例研究和统计分析,对震前电离层异常扰动的时空分布特征加以总结和验证。震前电离层异常研究离不开高精度的电离层观测及解算,尽管目前用于电离层观测的技术手段已相对成熟,但关于电离层解算和反演方法的研究还有很大的改进空间,如GPS TEC解算中的仪器偏差估算问题,电离层层析成像技术中的重建算法问题等,需要继续开展深入研究。震前电离层异常研究还涉及到扰动源分析。众所周知,引发电离层扰动的因素很多,其中最主要的因素是空间天气,除此以外,闪电、雷暴、台风、火山活动、地震活动甚至是人类活动都可能引起电离层显着扰动,然而,目前人们对这些扰动因素的作用机制还不完全了解,对各种因素引起的电离层扰动的时空分布特征还没有定论,这激励着人们不断去探索研究。本文围绕地基电离层观测和解算方法、空间天气（磁暴）影响下的电离层扰动分布特征以及震前电离层异常的时空分布特征开展研究,具体研究内容如下:1)基于虾拉沱地震台的电离层垂测仪观测数据,分析了影响垂测仪观测质量的主要因素,研究表明,电离层Es和扩展F的出现会引起垂测仪观测质量的恶化,此外,垂测仪最终数据结果的可靠性与数据判读经验密切相关,通过可靠的自动化判读程序,辅以人工干预,可以得到可靠的数据结果。2)基于电离层单层模型和球谐函数模型,实现了区域电离层VTEC解算以及接收机仪器偏差的估算。利用陆态网络观测数据对中国区电离层VTEC分布进行了解算,并对解算结果的可靠性进行了分析,发现电离层VTEC分布的解算结果优于0.7TECU,接收机仪器偏差估算结果的精度达到0.8ns左右,证明解算结果具有较高的可靠性。3)研究了电离层三维层析成像的重建算法,提出了一种基于反距离加权的约束迭代重建算法,该算法基于这样一个认识:电离层重建区内任意体元对应的电子密度可以用它相邻体元的电子密度插值得到,本算法采用反距离权重来建立这种内插关系,从而得到重建区的约束方程。利用陆态网络观测数据对指定区域内的电离层进行重建计算,重建过程分别采用了本研究提出的约束重建算法和无约束重建算法,然后将两种重建结果与垂测仪观测结果进行比较,发现新算法的重建结果与垂测仪观测结果符合得更好,从而证明了该算法的有效性和可靠性。4)利用陆态网络连续跟踪站观测数据和CODE的全球电离层VTEC数据,借助本文研究的电离层TEC解算方法和电离层层析成像技术,结合垂测仪的观测结果,考察了2012年3月7—9日和2015年3月17—18日两起大磁暴期间全球及中国区上空电离层的变化情况,分析了磁暴引起的电离层异常扰动的时空分布特征,研究显示,磁暴引起的电离层扰动具有分布区域广、持续时间长、扰动强度大的基本特征,同时,在2015年的磁暴扰动事件研究中还发现了电离层行进扰动,根据电离层物理的相关理论,这种扰动应该是由磁暴期间极区激发的声重力波产生的。5)以2014年2月12日新疆于田M7.3地震、2011年3月11日日本东北M9.0地震和2008年5月12日四川汶川M8.0地震为震例,利用CODE的全球电离层VTEC数据和陆态网络连续跟踪站观测数据,结合地磁指数,考察了这三次地震前电离层的变化情况,调查显示这三次震例均出现震前电离层异常现象,分析异常的时空分布特征,发现异常扰动的分布位置紧邻震中,且异常出现在震前10天内,表明异常与地震具有高度的时空相关性。利用层析成像技术对三个震例的震前电子密度分布进行重建,并考察电离层异常的三维分布结构,发现震前电离层异常主要集中在200—400km高度处,这与磁暴引起的电离层异常的垂直分布特征明显不同。6)选取全球110个震级大于M5.0的地震作为震例样本,利用CODE的全球电离层VTEC数据对样本地震前的电离层变化情况展开了统计调查,探测到有近一半的震例在震前出现了可能与地震有关的电离层扰动,进一步将样本按震级、震源深度和震源机制解进行分类,考察不同分类中的震前电离层异常分布情况,发现震前电离层异常主要有以下分布特征:震级越大,越有可能探测到震前电离层异常现象,且异常更容易出现在震前10天内;震前电离层异常的出现概率或许与震源深度呈负相关变化;逆断层地震发生前出现电离层异常的可能性最大。
史坤朋[5]（2019）在《基于地基GNSS和COSMIC数据的地震电离层异常探测》文中研究表明电离层中时常发生不同尺度的异常变化,其中地震在孕育和震发过程中发生的中小尺度扰动现象已经成为了近年来的热点内容。随着GNSS技术的发展,不同尺度、不同时空分辨率的电离层产品将广泛应用在电离层的时空变化规律和地震电离层的异常探测中。此外,借助于COSMIC全球覆盖数据可以有效分析电离层的垂直结构变化。本文的主要工作和成果如下:（1）利用 CMONOC（Crustal Movement Observation Network of China）观测数据反演中国及其周边地区的高精度电离层数据。通过引入基线变量Brs快速解算高精度的STEC（Slant Total Electron Content）数据,作为同震电离层（Coseismic Ionospheric Disturbance,CID）探测数据基础。进而采用低阶球谐函数生成跨度为70°E-140°E,15°N-55°N,空间分辨率为1°×1°的高精度区域RIM（Regional Ionosphere Map）数据,借助于RIM和GIM（Global Ionosphere Map）产品有助于探测不同尺度的震前电离层效应。（2）利用孕震区充足的STEC观测数据,采用NmF2层高度的电离层单层模型（single shell layer model,简称shell模型）分析芦山地震（Mw6.6,2014.4.20）激发的CIDs的传播特征。结果显示在孕震区内STEC出现了明显的扰动,持续时间和大小分别达到了 3.5 min和0.22 TECU,传播速度和声波速度一致。同时地震破裂带、地磁场会对CID的波形和传播方向造成影响。（3）结合地基GNSS反演的不同尺度电离层数据,分别对新西兰（Mw7.8,2016.11.13）和日本地震（Mw6.9,2016.11.21）、芦山地震（Mw6.6,2014.4.20）、墨西哥地震（Mw8.2,2018.2.17）探测了震前电离层异常形态的精细变化。在新西兰和日本地震分析中,通过奇异谱分析（Singular Spectrum Analysis）构建了高精度电离层背景场,进而研究全球电离层扰动信号,发现在新西兰地震震前16天和日本地震震前11天,两个地震上空具有明显的局部TEC异常效应,说明在磁暴环境中仍可能存在一定的地震电离层效应异常特征。利用RIM数据研究了芦山地震震前区域TEC变化,结果显示三个时段震前14-12,27-25和19天探测出了明显的电离层扰动,在排出了地磁活动干扰和热层的日变化影响后,震前14-12中的电离层扰动可能和芦山地震有关。基于CAS（Chinese Academy of Sciences）发布的GIM数据,分析了墨西哥地震电离层异常,结果表明高时间分辨率（15min）的电离层产品可以探测到更精细的电离层异常形态变化,尤其是在高峰期短时间内具有明显的突变趋势。（4）根据COSMIC的掩星轮廓线数据,分析总结了智利地震（Mw8.8,2010.2.27）震前15天电离层的垂直结构扰动。结果发现在1月15日、2月21日和25日震中附近F层出现了明显的扰动,最大扰动量超过了 50%,异常区域具有明显的局部效应。除此之外,不同高度的电离层电子密度异常具有明显的差异性,孕震区内的电子密度剖线同时出现了较大的幅度跳跃和无规则震荡情况。
田祥雨[6]（2019）在《GNSS电离层延迟改正及应用研究》文中认为电离层延迟是影响GNSS定位精度的主要误差来源之一。精确测定和预报TEC、深入研究其时空特征是电离层的重要研究课题。研究电离层电子含量的区域结构,变化特性为更好地消除电离层延迟,进一步应用于导航定位提供理论依据;通过监测电离层的异常变化状况来研究电离层对地震、雷电的响应机制,为气候气象学的预报研究提供理论依据。本文对地基GNSS电离层延迟改正模型、定位影响、TEC预报、地震的电离层异常探测等主要研究内容和结论如下:（1）Klobuchar模型对导航定位电离层延迟的实时改正应用广泛,但是其参数的设置考虑过于单一,改正效果仅有50%-60%。载波相位平滑伪距方法顾及卫星和接收机硬件延迟是目前应用最普遍的、精度最高的电离层延迟改正方法,其求解的电离层延迟改正精度可以达到95%。球谐函数模型作为电离层区域模型,它可模拟全球的电离层电子含量分布。本文分别利用Klobuchar模型、双频伪距模型、双频载波伪距模型、球谐函数模型以实现单站建模和区域建模,进一步求得电离层TEC,对解算结果进行精度统计,评估各个模型的精度和可靠性。结果表明:单站建模,Klobuchar模型优于双频伪距、但是与双频载波平滑伪距的精度还是差距较大,区域建模球谐函数模型能够模拟全球变化但是其存在自身局限性,未能反映出其时间上的变化特征,且其计算的TEC有负值。（2）电子含量的预测研究由来已久,研究表明ARIMA模型、BP神经网络模型、Holt-Winters模型对电离层电子含量的短期预报有着良好的适用性。通过方差定权组合、最优非负变权方法组合两种组合方法能达到比单一模型更优的精度。研究不同电离层环境下（活跃期、平静期）,TEC预报效果产生的差异,验证模型的适用性。结果表明:ARIMA模型、Holt-winters模型和BP神经网络模型,三种模型均能较好实现短期电离层TEC预测,而精度略有差异。组合方法方差定权组合和变权组合均有效改善单一模型的预测效果,实现电离层短期预测。（3）应用RTKlib软件分别进行标准单点定位、精密单点定位,探究Klobuchar模型、消电离层组合、GIM内插等不同模型方法对于定位的影响。结果表明:单点定位模式中,GIM插值模型改正精度明显优于Klobuchar模型改正精度。而在精密单点定位中Klobuchar模型改正的定位效果极差,甚至劣于标准单点定位中的改正效果,GIM内插的电离层改正定位精度为m级,无法达到精密单点定位的精度,唯独消电离层组合的定位效果可以达到cm级。（4）对青藏高原地区的区域TEC数据利用时序分析、傅立叶变换、相关性分析等方法研究其周期和影响因素状况,重点分析TEC的周日变化、季节变化、周年变化特性以及冬季异常现象,探究电离层与太阳活动、地磁活动的相关关系。结果表明:电离层TEC具有明显的周期特性,此外,TEC与纬度的相关性较强,与经度无明显关系;且电离层与太阳活动的相关性要强于其与地磁活动的相关性。（5）利用滑动四分位距法、小波-ARIMA方法探测电离层异常扰动。利用GPS数据对汶川地震期间电离层扰动进行分析。采用时间序列法对地震电离层TEC值进行异常探测,筛选与地震相关的电离层异常信息,从时间和空间上对地震期间电离层TEC时间序列进行分析,试验表明:地震发生当天,相邻探测点相关性下降;电离层异常扰动出现在地震临近前几天和震后几天,基本上为正异常,极少部分为负异常。
杨可可[7]（2018）在《基于地基GPS数据的地震期间电离层TEC异常研究》文中认为电离层是地球中高层大气被电离的那一部分,由于电离层物理性质的特殊性,太阳活动、地磁活动以及地表剧烈活动（地震、火山喷发）等诸多因素都会引起电离层的异常。地震-电离层耦合机理研究最早起源于上个世纪六十年代美国阿拉斯加大地震,近年来,随着GPS观测技术的发展,地震电离层异常的研究受到越来越多学者的关注。但是由于电离层特殊的物理性质和观测数据的局限性以及地震发生的复杂性,地震电离层异常研究仍受到一定的局限。如何改善地震电离层异常的检测方法和电离层异常信息的准确提取,就成为当前需要解决的关键性问题。基于此,本文利用地基GPS数据对电离层的周期性变化规律、异常探测方法和地震震例综合分析等方面进行了讨论。具体内容和分析结果如下:1.介绍了地震-电离层耦合机理的两种解释。阐述了电离层的分层结构、赤道异常、冬季异常现象,分析了空间环境对电离层的影响。2.详细介绍了利用地基GPS数据解算电离层TEC流程,并说明解算电离层TEC过程中应注意的几个关键问题。利用GIM格网数据对电离层TEC的季节变化、日变化和非平稳性进行了讨论;结果发现电离层具有明显的赤道异常和冬季异常。3.对探测电离层异常方法进行分析,主要讨论了滑动时窗法、滑动四分位距法、时间序列法以及小波分解改进的时间序列法这几种模型预测探测背景参考值精度。实验结果表明:四种方法中,滑动时窗的预测精度最低;滑动四分位距法次之,经小波分解改进的时间序列法比传统的时间序列法预测精度有所提高。虽然随着预测时间的增加改进的时间序列法与传统法精度差不多,但就探测为数不多的历元时,改进的时间序列法精度还是比较高。4.利用地基GPS数据对日本熊本、四川九寨沟、墨西哥三次地震期间电离层扰动进行分析。采用小波分解改进的时间序列法对孕震区域TEC值进行异常探测,在排除空间环境影响下,筛选与地震相关的电离层异常信息,从时间和空间上对三次大地震期间电离层TEC时间序列进行统计分析,从不同角度,对三次大地震期间TEC异常可能性进行判定。得到了如下结果:（1）异常多数出现在震前7天以内,基本上为正异常;震级越大,异常值越大,异常时间持续超过8个小时。（2）地震发生当天,各格网点相关系数急剧下降,越靠近赤道附近的格网点相关系数受地震影响越强烈。（3）异常区域并不在震中上空,偏向赤道附近;沿磁力线共轭区域也会出现类似异常。
钟嘉豪[8]（2017）在《基于低轨卫星TEC数据的顶部电离层变化特性研究》文中提出地球电离层是连接外层空间和近地大气的重要部分,对无线电通信、导航和人类空间活动等影响显着,因此对电离层的研究具有重要意义。由于顶部电离层的观测数据相对较少,使得顶部电离层的变化特性及其主导物理机制一直没有被研究清楚。近年来低轨卫星迅速发展,搭载双频全球卫星导航系统（GNSS）接收机的低轨卫星已成为顶部电离层的重要探测手段之一,为探究顶部电离层的变化特性提供了极好的机会。本文围绕低轨卫星GNSS接收机观测得到的顶部电离层电子浓度总含量（TEC）展开研究,对数据处理过程中斜向与垂直TEC转换、GPS卫星和低轨卫星接收机硬件偏差的估算方法和变化趋势、顶部电离层的经度变化特性以及暴时响应特征等问题进行了分析研究。本论文的主要工作如下:一、发展低轨卫星TEC数据处理的新方法（1）实现斜向与垂直TEC间的高精度转换GNSS卫星与接收机之间信号路径上的TEC是斜向的,需利用映射函数转换为垂直TEC。其中,电离层等效高度是映射函数中的重要参数。由于低轨卫星轨道高度一般高于电离层峰值高度,常用的地基观测TEC映射函数是否适用于低轨卫星的数据处理尚不清楚。本文分析了常用的薄层映射函数模型和具有一定厚度的F&K映射函数模型,以及两种等效高度计算方法（质心法和积分中值法）。研究结果表明,等效高度随着低轨卫星轨道高度线性增加,质心法的等效高度要比积分中值法的要高,且等效高度与太阳活动强度呈负相关。从CHAMP卫星观测数据提取的等效高度与模式计算的等效高度的变化趋势一致。在垂直TEC转换方法组合的误差分析中,发现F&K模型和质心法等效高度更适合用于低轨卫星,而薄层模型和积分中值法则适合用于地基接收机。（2）提高硬件偏差估算的精度和可靠性GNSS卫星和接收机的硬件偏差（DCB）是TEC获取过程中的重要误差源之一。由于低轨卫星TEC比地基观测TEC要少,且低轨卫星处于快速运动的状态中,需要更准确地估算低轨卫星DCB才能获取高精确度的TEC。利用低轨卫星在夜间或经过高纬度时TEC很小甚至接近于零的假设,以及充分考虑低轨卫星的轨道周期特性,本文提出一种改进的零值估算法。该方法首先获取一天内所有轨道周期的最小观测TEC中的下四分值,再进一步修正补偿该值作为DCB结果。结果表明改进零值法比一般零值法更加稳定和可靠。本文同时详细讨论了在最小二乘法中,设定不同垂直TEC和仰角限制对DCB估算的影响。理论上,较高的截止仰角和较小的最大垂直TEC限制应该可以更加符合区域电离层球对称假设。但分析表明,由于低轨卫星观测数据的总数量有限,选取最大垂直TEC为3 TECU以及截止仰角为10度时,可以得到较为稳定的低轨卫星DCB结果。当低轨卫星数据质量不高时,可选用最小二乘法来估算低轨卫星DCB,而改进零值法一般也能给出较为稳定的DCB结果。（3）阐明硬件偏差长期变化趋势的新结果GPS卫星DCB在2002至2013年期间显示出与太阳F10.7指数相似的长期变化趋势。过去研究认为GPS卫星DCB的长期变化趋势与电离层的变化有关。本文利用低轨卫星的观测数据直接获取GPS卫星DCB,并与国际GNSS服务组织（IGS）提供的利用地基观测数据得到的GPS卫星DCB进行比较,发现两者的长期变化趋势是一致的。由于较高的轨道高度使得低轨卫星观测数据受到电离层变化的影响应较少,所以GPS卫星DCB的长期变化趋势不是由电离层受到太阳活动周期的变化引起的。进一步分析发现,在所有GPS卫星DCB均值为零的约束条件下,GPS卫星不断更新,新一代型号的GPS卫星的DCB值与旧一代的不同,不同型号GPS卫星的更替的长期累积造成了 GPS卫星DCB的长期变化趋势。另外,以CHAMP卫星为例探讨了低轨卫星DCB的变化,初步结果表明CHAMP卫星DCB的长期变化趋势与GPS卫星的更替有关,而周期性的变化与接收机硬件热状态有关。二、顶部电离层变化特性的新发现（1）揭示顶部电离层的经度变化特性通过利用两颗低轨卫星从2008至2015年的TEC数据系统分析了顶部电离层在不同高度、纬度、地方时、季节和太阳活动程度下的经度变化特性。研究结果发现顶部电离层和等离子体层在低纬度有着显着的经度变化。在6月至点期间,在中西太平洋出现TEC极大值,在南美洲和大西洋出现TEC极小值。在12月至点期间,TEC极值出现与6月至点相反的经度分布,此时TEC极大值出现在南美洲,而太平洋区域的TEC值相对较小。在至点期间,磁赤道区域的TEC相对于纬向平均的经度变化并没有明显的地方时和太阳活动依赖性。冬季半球的TEC随着太阳活动程度的增强却出现减小,特别是在较高高度以及在夜间,且具有经度依赖性。低轨卫星TEC的经度结构与所在轨道高度附近以及电离层F2区电子浓度的经度结构基本上是不同的。结果表明顶部电离层的经度结构应是受到在顶部的重要物理过程的影响,而不只是反映在较低高度或在电离层F2区附近电子浓度的结构。（2）首次发现磁暴恢复相期间顶部电离层的长时间负相响应通过利用多个低轨卫星的TEC数据研究了 2015年3月17日强磁暴主相和恢复相期间顶部电离层的响应变化特性。结果首次发现在磁暴恢复期间,中低纬度的顶部电离层TEC在除太平洋区域外大部分经度上都出现持续时间超过3天的负相响应。由于在顶部电离层高度以上,磁力线是向下连接于较高纬度的电离层F2区的,等离子体沿着磁力线的扩散作用与较高纬度上长时间低O/N2水平或是造成顶部电离层长时间负相响应的主要原因。结果同时表明顶部电离层暴时响应具有地方时、高度和经度依赖性。在高度依赖性方面,MetOp-A卫星（832公里）得到的顶部电离层TEC与其它较低高度低轨卫星的观测结果存在一定的差异,特别是在磁暴主相期间以及在磁暴恢复相初期。MetOp-A与其它低轨卫星的TEC差异应主要是由于在较高高度上,沿着磁力线的等离子体扩散作用比电离层的抬升以及热层中性成分的变化更重要。本文的研究工作有利于提高低轨卫星顶部电离层TEC数据的准确度和可靠性,加深对顶部电离层变化特性及暴时响应特征等方面的认识。总之,使用低轨卫星TEC研究顶部电离层的变化特性及其主导物理机制,对加深认识电离层/热层与顶部电离层之间的耦合过程、揭示不同高度区域之间的能量和物质交换关系、加强对电离层F2区现象未知机制的物理解释、改进现有模式的不足、提高空间天气领域预报能力等有着重要理论意义和应用价值。
徐维东[9]（2016）在《人工源VLF信号处理与空间电磁异常扰动特征研究》文中研究指明法国于2004年成功发射DEMETER卫星,其长达六年的运行为空间对地电磁观测积累了丰富的基础资料。世界上多个国家均在开展在轨卫星监测数据的应用研究,提取和识别地震前后的电离层异常信息已成为当前地震监测预报研究的热点。本文利用2005年1月至2010年11月DEMETER卫星记录的来自澳大利亚人工源VLF发射站NWC的19.8kHz频点的电场功率谱密度数据,采用统计、插值、拟合的方法,分析了VLF频段电磁波在卫星高度的空间分布特征和衰减变化规律,并对地震电离层效应进行了震例研究,为认识电磁场的空间分布及异常扰动特性提供参考依据。本文主要创新之处为采用多种数据处理方法,针对卫星观测数据,分析得到了VLF频段电磁波的空间分布特征和不同方位的衰减特征,为进一步识别和提取地震异常奠定了基础。主要研究成果概括如下:（1）基于人工源的VLF电磁波空间传播特征:VLF电场在研究区及其磁共轭区有着很强的对应关系,存在南、北2个强电场中心涡;日侧和夜侧VLF电场中心点坐标相对地面发射站（NWC）都发生了坐标偏移;日侧,VLF电场呈现出周期性的年变化,并且每年峰值出现的月份集中在6、7、8月;2005—2010年衰减常数b（-0.004）保持在一个平稳变化的过程中,VLF电场衰减速率基本稳定。（2）不同方位甚低频电磁波衰减特性:研究区上空,电场北部衰减梯度最小,东部衰减梯度最大;位于北半球的磁共轭区,南部衰减梯度最小,北部衰减梯度最大;研究区与磁共轭区的电场均在偏向磁赤道地区的方向衰减梯度最小,而在背离磁赤道方向衰减则比较快;研究区的电场衰减梯度总体比磁共轭区要大,反映磁共轭区电场除了地—电离层波导传播的电磁波,还叠加了来自其他磁通管的电磁波能量等。（3）汶川地震电离层效应分析:汶川地震震中位于磁共轭区电场中心的南部,南部电场强度较其他三个方位要强;2005—2010年的4、5、6月,电场南部的衰减梯度较其他三个方位（东部、西部、北部）小;2008年,磁共轭区电场南部的衰减系数在震前2个月就降为最低,3—4月电场频谱强度逐渐增大,5月份电场强度最大,且电场向南分布最为明显,可能与地震孕育辐射的电磁信号有关。
赵玲[10]（2016）在《电离层对星载SAR测量精度的影响分析及校正》文中研究指明星载合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）凭借全天时、全天候的优势取得了广泛的应用,已成为对地观测的重要手段之一。SAR信号在传播过程中,不可避免地要受到电离层影响,导致SAR测量精度下降,特别是在低频波段更为明显。如何有效抑制电离层效应,促进星载SAR数据更好地应用,成为SAR数据后处理领域新兴的热点问题。针对以上需求,在国家863计划资助下,本文围绕电离层对SAR测量精度影响效应和校正技术开展研究,主要工作和创新点如下:1.从电离层的时空变化规律角度分析了IRI2012和GIM两种电离层经验模式在中国不同纬度地区的适用性;通过统计中国区域的TEC扰动指数中误差验证了太阳耀斑、地磁暴等因素与电离层TEC扰动的相关性;介绍了两种电离层经验模式精化算法,并对基于IGS的时空关联内插方法进行了实验。2.对电离层影响下的SAR成像模型行了推导,通过实验定量分析了不同TEC分布模式对不同波段SAR立体定位精度的影响;分析SAR立体定位流程,提出了群延迟的定向参数精化校正法（Orientation Parameters Refinement Correction,OPRC）和斜距直接校正法,有效抑制了电离层对SAR立体定位精度的影响。3.分析了电离层相位延迟对星载合成孔径雷达干涉测量（Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR）生成数字高程模型（Digital Elevation Model,DEM）的影响,提出了相位的相干阈值自适应和基线估计联合校正法（Coherent Adaptive Threshold and Baseline Estimate Joint Correction,CATBE）,将该校正方法引入InSAR测高流程,针对不同电离层TEC分布模式进行了L波段星载InSAR测高的影响和校正实验,验证了校正算法的有效性、适用性和实用性。4.集成论文的关键技术和算法成果,构建了一套SAR测量精度电离层效应分析与校正仿真验证系统,实现了电离层模式比较及内插精化、电离层对SAR立体定位精度的影响及校正、电离层对InSAR测高精度的影响及校正分析等功能,在国家863项目中得到应用。
二、Low latitude ionospheric effects near longitude 120°E during the great geomagnetic storm of July 2000（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Low latitude ionospheric effects near longitude 120°E during the great geomagnetic storm of July 2000（论文提纲范文）
（1）MLT中频雷达流星余迹测风技术及太阳活动效应观测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 中纬度MLT大气环境概述 |
| 1.2.1 大气结构和动力学 |
| 1.2.2 D层电子密度结构 |
| 1.2.3 MLT大气探测技术 |
| 1.3 MLT中频雷达探测技术 |
| 1.3.1 部分反射探测技术 |
| 1.3.2 流星余迹探测技术 |
| 1.4 太阳活动对MLT影响的观测研究 |
| 1.4.1 太阳耀斑对D层影响的观测研究 |
| 1.4.2 太阳活动周对MLT风场影响的观测研究 |
| 1.5 本文的主要研究目的和主要研究内容 |
| 第2章 廊坊中频雷达设备及观测 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 廊坊站中频雷达设备 |
| 2.2.1 风场数据 |
| 2.2.2 电子密度数据 |
| 2.3 中频雷达风场测量影响因素分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 中频雷达流星余迹测风技术研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 中频雷达流星观测原理 |
| 3.2.1 流星现象 |
| 3.2.2 流星观测手段 |
| 3.2.3 雷达方程 |
| 3.3 中频雷达流星观测体制研究 |
| 3.4 数据处理方案 |
| 3.4.1 数据预处理 |
| 3.4.2 PEV检测 |
| 3.4.3 CEV检测 |
| 3.4.4 风场反演 |
| 3.5 流星余迹观测结果 |
| 3.5.1 流星分布 |
| 3.5.2 对比分析 |
| 3.6 流星余迹测风结果 |
| 3.6.1 两小时平均水平风场 |
| 3.6.2 整晚平均水平风场 |
| 3.6.3 对比分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 中频雷达对太阳耀斑期间D层电子密度监测研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基本原理 |
| 4.2.1 D层形成原理 |
| 4.2.2 太阳活动X射线影响D层结构的原理 |
| 4.3 耀斑期间电离层D层效应分析 |
| 4.3.1 个例分析 |
| 4.3.2 不同耀斑强度电子密度与电子产生率的关系 |
| 4.3.3 不同耀斑期间等电子密度减小量分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 中频雷达MLT风场对11 年太阳周期活动的观测研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数据处理方法 |
| 5.3 太阳活动与水平风场的相关性分析 |
| 5.3.1 纬向风 |
| 5.3.2 经向风 |
| 5.3.3 周年振荡和半年振荡 |
| 5.3.4 分析讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）基于iGMAS的电离层监测和评估方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题的背景和意义 |
| 1.2 电离层相关研究的国内外现状 |
| 1.3 论文主要内容与结构安排 |
| 第2章 GNSS相关内容及电离层基本理论 |
| 2.1 GNSS的发展现状及IGS和 iGMAS的简介 |
| 2.2 卫星导航定位原理及相关误差源分类 |
| 2.3 电离层的基本理论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于北斗GEO卫星的电离层监测方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 双频实测电离层监测原理和精度分析 |
| 3.2.1 双频观测值的选取及平滑方法 |
| 3.2.2 组合观测值计算电离层的精度分析 |
| 3.3 利用北斗GEO卫星的优势 |
| 3.4 监测固定穿刺点处TEC结果及分析 |
| 3.4.1 单站电离层监测结果 |
| 3.4.2 典型测站连续监测结果与分析 |
| 3.5 利用监测结果分析太阳活动的电离层响应特征 |
| 3.5.1 太阳活动表征指数与分析电离层响应的思路 |
| 3.5.2 第24太阳活动周的电离层响应特征及其分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 北斗三号BDGIM模型性能评估 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 广播电离层模型算法 |
| 4.3 测站分布、参数选择与评估方法 |
| 4.4 评估结果及分析 |
| 4.4.1 全球格网点上不同电离层模型计算结果与分析 |
| 4.4.2 各个站点上空不同电离层模型计算结果与分析 |
| 4.4.3 与双频实测电离层的对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 iGMAS电离层产品的长期预报方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 时间序列模型及其性质 |
| 5.3 直接序列预报方法和间接系数预报方法 |
| 5.4 预报结果及其分析 |
| 5.4.1 直接序列预报方法预报结果 |
| 5.4.2 间接系数预报方法预报结果 |
| 5.4.3 两种方法预报结果对比及其分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 地磁活动的电离层响应特征分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 地磁暴的指数和形态及分析电离层响应的思路 |
| 6.3 地磁活动对应的测站电离层响应实例与分析 |
| 6.3.1 测站TEC序列和强磁暴期间DST指数相关性 |
| 6.3.2 电离层增量dTEC和强磁暴期间DST的相关性 |
| 6.3.3 较平静地磁环境下的电离层响应 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文的主要结论及创新点 |
| 7.2 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）基于天基GNSS掩星探测技术的电离层闪烁研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 论文创新点 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 电离层的形成及分层结构 |
| 1.2 电离层闪烁 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 FY3C/FY3D GNOS掩星探测仪 |
| 1.5 本文的研究内容 |
| 第2章 GNOS电离层掩星探测仪方案及闪烁探测研究 |
| 2.1 电离层掩星探测原理及反演方法 |
| 2.2 GNSS无线电掩星探测系统 |
| 2.3 GNOS掩星探测仪设计方案 |
| 2.3.1 控制解算DSP |
| 2.3.2 基带处理FPGA |
| 2.4 电离层闪烁指数探测方法 |
| 2.4.1 相干积累法 |
| 2.4.2 窄带功率与宽带功率相差法 |
| 2.4.3 基于FFT的电离层闪烁指数提取法 |
| 第3章 GNOS掩星探测仪地面测试电离层闪烁指数 |
| 3.1 场景设置 |
| 3.2 整机测试结果 |
| 3.3 S4指数测试结果 |
| 第4章 FY3C GNOS掩星探测仪在轨测试及与COSMIC数据的对比验证 |
| 4.1 电离层F层最大S4 指数的选取条件 |
| 4.2 FY3C以及COSMIC探测的数量及分布 |
| 4.3 FY3C-GNOS以及COSMIC的S4_(max)~F数据量变化 |
| 4.4 空间天气条件 |
| 4.5 FY3C与COSMIC的S4_(max)~F数据匹配标准 |
| 4.6 数据匹配对实例 |
| 4.7 数据对比结果统计 |
| 4.7.1 全天数据对比结果 |
| 4.7.2 夜间数据对比结果 |
| 4.7.3 白天数据对比结果 |
| 4.8 小结 |
| 第5章 磁暴期间FY3C GNOS掩星探测仪观测到的电离层闪烁变化 |
| 5.1 2015年3月磁暴特性 |
| 5.2 磁暴中FY3C观测到的电离层闪烁情况分析 |
| 5.3 与已有的闪烁探测结果比较 |
| 5.4 掩星视线方向对S4 的影响 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（4）地基电离层参数解算方法及震前电离层异常特征研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 地震概述及国内外地震灾害概况 |
| 1.1.2 本文的研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 地震预报的研究现状 |
| 1.2.2 震前电离层异常的研究现状 |
| 1.2.3 电离层探测技术的现状 |
| 1.3 本文的主要内容 |
| 第二章 电离层物理基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 大气层的物理性质 |
| 2.3 电离层的基本物理特性 |
| 2.3.1 带电粒子的产生与损失 |
| 2.3.2 电离层的连续性方程 |
| 2.3.3 Chapman模型 |
| 2.3.4 电离层的垂直分层结构 |
| 2.4 电离层的变化 |
| 2.4.1 电离层的规律性变化 |
| 2.4.2 电离层的扰动 |
| 2.4.3 电离层异常的检测方法 |
| 第三章 地基电离层观测及其参数解算方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电磁波在等离子体中的传播特性 |
| 3.3 基于垂直探测技术的电离层一维参数解算方法 |
| 3.3.1 电离层垂直探测的原理 |
| 3.3.2 垂测仪观测和电离层参数解算的实验结果 |
| 3.4 基于地基GPS的电离层TEC解算方法 |
| 3.4.1 GPS测量原理及观测方程 |
| 3.4.2 基于地基GPS观测的TEC解算方法 |
| 3.4.3 电离层图的实现算法 |
| 3.4.4 地基GPS VTEC解算的实验结果 |
| 3.5 基于地基GPS的三维电离层层析成像技术 |
| 3.5.1 三维电离层层析成像技术的原理 |
| 3.5.2 三维电离层层析成像的迭代重建算法 |
| 3.5.3 迭代重建算法的循环终止条件 |
| 3.5.4 基于反距离加权的约束迭代重建算法 |
| 3.5.5 三维电离层层析重建的实验结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 磁暴期间电离层异常的扰动特征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 空间天气概述 |
| 4.3 反映空间天气变化的指数 |
| 4.3.1 太阳黑子数指数 |
| 4.3.2 F10.7指数 |
| 4.3.3 太阳X射线辐射通量 |
| 4.3.4 Dst指数和Kp指数 |
| 4.4 磁暴事件引起的电离层扰动的特征分析 |
| 4.4.1 2012年3月7—9日磁暴期间电离层正暴扰动 |
| 4.4.2 2015年3月17—18日磁暴期间电离层负暴扰动 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 震前电离层异常的时空分布特征 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 震前电离层异常的震例研究 |
| 5.2.1 2014年2月12日新疆于田M7.3地震 |
| 5.2.2 2011年3月11日日本东北M9.0地震 |
| 5.2.3 2008年5月12日四川汶川M8.0地震 |
| 5.3 震前电离层异常的统计研究 |
| 5.4 多种观测数据结合在震前电离层异常研究中的意义和应用前景 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究工作总结 |
| 6.2 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻博期间发表的学术论文及参与的科研项目 |
| 致谢 |
（5）基于地基GNSS和COSMIC数据的地震电离层异常探测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及安排 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 地震-电离层扰动探测方法 |
| 2.1 奇异谱分析 |
| 2.2 四分位距法 |
| 2.3 交叉小波分析 |
| 2.4 岩石圈-大气圈-电离层耦合 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于地基GNSS的地震电离层异常震例分析 |
| 3.1 区域电离层建模 |
| 3.2 2016年11月13日Mw7.8新西兰和2016年11月21日Mw6.9日本震例 |
| 3.3 2013年4月20日Mw6.5芦山震例 |
| 3.4 2017年9月7日Mw8.2墨西哥震例 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于COSNIIC观测的地震电离层扰动研究 |
| 4.1 数据预处理和背景场构建 |
| 4.2 2010年2月27日Mw8.8级智利震例 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（6）GNSS电离层延迟改正及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 电离层简介 |
| 1.2 研究目的和意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 电离层电子含量反演及区域建模 |
| 2.1 电离层电子含量简介 |
| 2.2 电离层延迟建模概述 |
| 2.2.1 Klobuchar模型 |
| 2.2.2 双频改正模型 |
| 2.2.3 区域单层电离层模型 |
| 2.3 电离层电子含量建模分析 |
| 2.3.1 数据选取 |
| 2.3.2 实验分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 电离层电子含量预报模型研究 |
| 3.1 预报理论研究现状 |
| 3.2 预报模型概述 |
| 3.2.1 时间序列模型-ARIMA |
| 3.2.2 Holt-Winters模型 |
| 3.2.3 BP神经网络预报模型 |
| 3.2.4 两种组合模型 |
| 3.3 预测模型建模分析 |
| 3.3.1 方差定权组合法 |
| 3.3.2 最优非负变权组合法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 电离层延迟模型对定位的影响 |
| 4.1 卫星定位概述 |
| 4.1.1 卫星定位的基本方法 |
| 4.1.2 卫星定位中的电离层延迟误差 |
| 4.2 标准单点定位 |
| 4.3 精密单点定位 |
| 4.4 定位软件 |
| 4.5 单点定位误差分析 |
| 4.5.1 数据选取 |
| 4.5.2 标准单点定位 |
| 4.5.3 精密单点定位 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 电离层时空特性及影响因素分析 |
| 5.1 区域电离层特性 |
| 5.2 TEC时间序列分析方法 |
| 5.2.1 低通滤波原理 |
| 5.2.2 自相关性原理 |
| 5.3 区域电离层时空特性研究 |
| 5.3.1 数据获取 |
| 5.3.2 电离层时空特性分析 |
| 5.3.3 电离层季节变化特性分析 |
| 5.3.4 电离层TEC影响因素相关性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 电离层电子含量异常扰动监测 |
| 6.1 电离层应用研究 |
| 6.2 地震引起的电离层扰动 |
| 6.2.1 地震电离层效应 |
| 6.2.2 TEC时间序列异常探测方法 |
| 6.2.3 异常探测 |
| 6.3 雷电引起的电离层扰动 |
| 6.3.1 雷电电离层异常研究现状 |
| 6.3.2 雷电活动电离层特征分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间参与的科研项目及发表的学术论文 |
| 一、个人简介 |
| 二、获奖情况 |
| 三、攻读硕士期间参与的科研项目 |
| 四、攻读硕士期间发表的学术论文 |
| 五、学术交流 |
| 致谢 |
（7）基于地基GPS数据的地震期间电离层TEC异常研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的与意义 |
| 1.2 地震电离层效应 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 电离层概述 |
| 2.1 电离层的结构 |
| 2.2 电离层的变化 |
| 2.2.1 电离层赤道异常 |
| 2.2.2 电离层冬季异常 |
| 2.2.3 电离层不均匀结构 |
| 2.2.4 太阳耀斑和磁暴 |
| 2.3 电离层的影响因素 |
| 2.3.1 太阳活动对电离层的影响 |
| 2.3.2 地磁活动对电离层的影响 |
| 2.3.3 太阳活动和地磁活动指数 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 地基GPS数据解算电离层TEC |
| 3.1 电离层总电子含量介绍 |
| 3.2 高精度TEC求解方法 |
| 3.2.1 数据预处理 |
| 3.2.2 双频求解TEC |
| 3.2.3 求解观测站VTEC |
| 3.2.4 硬件延迟的求解 |
| 3.3 电离层TEC的变化和特性 |
| 3.3.1 数据选取 |
| 3.3.2 电离层的季节变化和日变化 |
| 3.3.3 电离层TEC非平稳性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 TEC时间序列异常探测方法 |
| 4.1 滑动时窗法 |
| 4.2 滑动四分位距法 |
| 4.3 时间序列法 |
| 4.3.1 时间序列的平稳性检验 |
| 4.3.2 模型识别和参数估计 |
| 4.3.3 模型检验和优化 |
| 4.3.4 模型异常探测 |
| 4.4 小波分解改进的时间序列模型 |
| 4.4.1 小波概念 |
| 4.4.2 探测阈值确定 |
| 4.5 各种探测方法的精度比较 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 震例综合分析 |
| 5.1 日本熊本地震 |
| 5.1.1 VTEC时间序列异常分析 |
| 5.1.2 空间活动性分析 |
| 5.1.3 全球电离层异常分析 |
| 5.2 四川九寨沟地震 |
| 5.2.1 VTEC时间序列异常分析 |
| 5.2.2 空间活动性分析 |
| 5.2.3 全球电离层异常分析 |
| 5.3 墨西哥地震 |
| 5.3.1 VTEC时间序列异常分析 |
| 5.3.2 空间活动性分析 |
| 5.3.3 全球电异常分析离层 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间参与的科研项目及发表的学术论文 |
| 一、个人简介 |
| 二、攻读硕士期间参与的科研项目 |
| 三、攻读硕士期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（8）基于低轨卫星TEC数据的顶部电离层变化特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 电离层概述 |
| 1.2 顶部电离层探测手段与研究进展 |
| 1.3 顶部电离层研究的意义 |
| 1.4 本文选题依据及主要内容 |
| 第二章 低轨卫星GNSS数据 |
| 2.1 GNSS系统简介 |
| 2.1.1 GPS系统 |
| 2.1.2 其它GNSS系统 |
| 2.2 GNSS观测量 |
| 2.2.1 伪距 |
| 2.2.2 载波相位 |
| 2.2.3 电离层延迟效应 |
| 2.2.4 差分观测量获取TEC原理 |
| 2.3 本文使用的低轨卫星简介 |
| 第三章 低轨卫星垂直TEC映射函数评估 |
| 3.1 垂直TEC映射函数介绍 |
| 3.2 映射函数模型 |
| 3.2.1 薄层模型 |
| 3.2.2 F&K厚层模型 |
| 3.2.3 Lear模型 |
| 3.2.4 映射函数随天顶角的变化 |
| 3.3 等效高度 |
| 3.3.1 质心法 |
| 3.3.2 积分中值法 |
| 3.3.3 利用GCPM模式获取等效高度 |
| 3.3.4 等效高度随地方时、纬度和低轨卫星高度的变化 |
| 3.3.5 利用低轨卫星数据获取等效高度 |
| 3.4 斜向垂直TEC转换误差分析 |
| 3.5 本章总结 |
| 第四章 低轨卫星硬件偏差的估算方法 |
| 4.1 低轨卫星硬件偏差介绍 |
| 4.2 TEC数据提取方法 |
| 4.3 零值估算法的改进 |
| 4.4 最小二乘法的参数优化分析 |
| 4.4.1 最小二乘法介绍 |
| 4.4.2 参数设定的影响分析 |
| 4.5 低轨卫星硬件偏差估算结果 |
| 4.6 本章总结 |
| 第五章 GPS卫星和低轨卫星硬件偏差的变化趋势研究 |
| 5.1 GPS卫星硬件偏差变化趋势介绍 |
| 5.2 GPS卫星硬件偏差估算方法 |
| 5.3 利用低轨卫星数据计算GPS卫星硬件偏差 |
| 5.3.1 所有GPS卫星DCB均值为零的约束条件 |
| 5.3.2 部分GPS卫星DCB均值为零的约束条件 |
| 5.4 GPS卫星硬件偏差的长期变化影响因素分析 |
| 5.5 低轨卫星硬件偏差的长期和周期性变化分析 |
| 5.6 本章总结 |
| 第六章 顶部电离层和等离子体层TEC的经度变化特性 |
| 6.1 研究背景 |
| 6.2 数据与方法 |
| 6.3 低轨卫星TEC经度变化统计结果 |
| 6.3.1 至点季节经度变化 |
| 6.3.2 分点季节经度变化 |
| 6.3.3 全年经度变化 |
| 6.4 讨论 |
| 6.5 本章总结 |
| 第七章 2015年3月磁暴期间顶部电离层TEC响应特性 |
| 7.1 研究背景 |
| 7.2 2015年3月17日磁暴简介 |
| 7.3 数据与方法 |
| 7.4 低轨卫星TEC的暴时响应结果 |
| 7.4.1 夜侧暴时响应分析 |
| 7.4.2 晨侧暴时响应分析 |
| 7.5 讨论 |
| 7.5.1 长时间负相响应的原因分析 |
| 7.5.2 高度和地方时响应特性 |
| 7.5.3 经度响应特性 |
| 7.6 本章总结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 本文工作总结 |
| 8.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（9）人工源VLF信号处理与空间电磁异常扰动特征研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 内容安排 |
| 第二章 电离层中VLF电磁波传播基础 |
| 2.1 电离层基础知识 |
| 2.2 地震电磁辐射的生成机制 |
| 2.3 电磁波传播计算模型 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 DEMETER卫星及人工源发射站介绍 |
| 3.1 DEMETER卫星 |
| 3.2 人工源发射站 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 VLF电磁波空间传播特征与衰减分析 |
| 4.1 VLF电磁波空间传播特征统计分析 |
| 4.2 不同方位VLF电磁波能量衰减分析 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 震例分析 |
| 5.1 汶川地震概况 |
| 5.2 VLF电场数据选取 |
| 5.3 数据计算及结果分析 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 结论及研究展望 |
| 6.1 成果与结论 |
| 6.2 进一步研究工作 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）电离层对星载SAR测量精度的影响分析及校正（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 星载SAR的发展现状 |
| 1.2.2 电离层的研究现状 |
| 1.2.3 电离层对星载SAR影响及校正的研究现状 |
| 1.3 研究内容及结构安排 |
| 第二章 电离层物理特性分析 |
| 2.1 电离层简介 |
| 2.1.1 电离层分层结构 |
| 2.1.2 电离层模式 |
| 2.1.3 电离层重要物理参数 |
| 2.2 IRI2012模式和GIM模式在中国区域的时空变化分析 |
| 2.2.1 空间变化 |
| 2.2.2 周日变化和季节依赖性 |
| 2.2.3 周年变化和半年变化 |
| 2.2.4 长期变化 |
| 2.3 中国区域TEC扰动事件分析 |
| 2.3.1 TEC扰动事件的确定 |
| 2.3.2 太阳耀斑与中国区域TEC扰动的相关性分析 |
| 2.3.3 地磁暴与中国区域TEC扰动的相关性分析 |
| 2.4 电离层高时空分辨率模式生成 |
| 2.4.1 基于IGS的时空关联内插电离层模式 |
| 2.4.2 基于GNSS的多项式拟合模式 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 电离层对星载SAR立体定位精度的影响分析及校正 |
| 3.1 考虑电离层效应的SAR成像模型 |
| 3.1.1 模型原理 |
| 3.1.2 模型分析 |
| 3.2 星载SAR立体定位原理 |
| 3.2.1 SAR图像立体定位模型 |
| 3.2.2 R-D模型立体定位流程 |
| 3.3 星载SAR立体定位精度的电离层效应及校正算法 |
| 3.3.1 星载SAR立体定位精度的电离层效应 |
| 3.3.2 校正算法 |
| 3.4 不同波段星载SAR立体定位精度的仿真影响和校正实验 |
| 3.4.1 实验数据 |
| 3.4.2 实验流程 |
| 3.4.3 实验结果及分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 电离层对星载InSAR测高精度的影响分析及校正 |
| 4.1 星载InSAR生成DEM的工作原理 |
| 4.2 星载InSAR测高的电离层效应及校正算法 |
| 4.2.1 InSAR测高的电离层效应 |
| 4.2.2 相干阈值自适应与基线估计联合校正法 |
| 4.3 L波段星载InSAR测高精度的仿真影响与校正实验 |
| 4.3.1 实验数据 |
| 4.3.2 实验流程 |
| 4.3.3 实验结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 SAR测量精度电离层效应分析与校正仿真验证系统 |
| 5.1 软硬件条件 |
| 5.2 数据准备情况 |
| 5.3 系统功能介绍及成果展示 |
| 5.3.1 电离层模型模块 |
| 5.3.2 SAR立体定位精度的电离层效应及校正模块 |
| 5.3.3 InSAR测高精度的电离层效应及校正模块 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
四、Low latitude ionospheric effects near longitude 120°E during the great geomagnetic storm of July 2000（论文参考文献）
- [1]MLT中频雷达流星余迹测风技术及太阳活动效应观测研究[D]. 蔡冰. 中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心), 2021(01)
- [2]基于iGMAS的电离层监测和评估方法研究[D]. 赵坤娟. 中国科学院大学(中国科学院国家授时中心), 2020
- [3]基于天基GNSS掩星探测技术的电离层闪烁研究[D]. 吴迪. 中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心), 2019(07)
- [4]地基电离层参数解算方法及震前电离层异常特征研究[D]. 杨剑. 武汉大学, 2019
- [5]基于地基GNSS和COSMIC数据的地震电离层异常探测[D]. 史坤朋. 山东科技大学, 2019(05)
- [6]GNSS电离层延迟改正及应用研究[D]. 田祥雨. 桂林理工大学, 2019(05)
- [7]基于地基GPS数据的地震期间电离层TEC异常研究[D]. 杨可可. 桂林理工大学, 2018(05)
- [8]基于低轨卫星TEC数据的顶部电离层变化特性研究[D]. 钟嘉豪. 中国科学技术大学, 2017(09)
- [9]人工源VLF信号处理与空间电磁异常扰动特征研究[D]. 徐维东. 防灾科技学院, 2016(02)
- [10]电离层对星载SAR测量精度的影响分析及校正[D]. 赵玲. 解放军信息工程大学, 2016(05)