子午工程二期GNSS电离层TEC与闪烁监测仪样机测试及数据对比分析

子午工程二期电离层TEC与闪烁接收机布网采用国产设备.经过连续3天的运行测试,本文以同台站同天线的国外对比设备PolaRx5数据为参考,对样机的数据进行质量评估.对于科学研究,数据的连续性和有效性,VTEC、幅度闪烁指数、相位闪烁指数这三项数据的精度是最重要的指标.本文根据科研场景设计了这些方面的数据比较标准,评估样机的数据质量,并对两种设备探测结果特征的原因进行了分析,为数据准确性的评估提供参考和借鉴.

基于GPS掩星的单频处理验证及精度分析

基于FY-3E卫星上的GPS掩星观测数据对单频掩星处理算法进行验证并分析其精度。首先由L_1频点的载波相位观测和伪距观测C_1计算出相对电离层TEC(relTEC);然后重构第二频点的载波相位观测L_(2)^(*),并反演大气折射率产品;最后验证和分析单频相对电离层电子总含量relTEC、重构L_(2)^(*)附加相位和折射率产品的精度。结果表明:1)单频计算得到的relTEC和L_(2)^(*)附加多普勒与双频结果的相关性系数多数大于0.95;2)L_(2)^(*)附加多普勒的相对平均偏差多数小于0.2%,相对标准差多数小于0.4%;3)单、双频反演折射率相对ERA5数据的bias和RMS指标一致性良好,位势高度在25 km以上单频反演的折射率精度相比双频有微弱降低。

风云三号C星GNOS北斗掩星电离层探测初步结果

利用风云三号卫星C星GNOS掩星探测仪电离层数据,分析了2013年10月FY-3C GNOS探测的北斗掩星电离层廓线分布,将2013年10月1日至2015年10月10日期间FY-3C GNOS观测的F_2层峰值电子密度(N_mF_2)与地面电离层测高仪观测结果进行对比,验证了FY-3C GNOS北斗电离层掩星的探测精度.结果表明,FY3-C GNOS北斗电离层掩星与电离层测高仪探测的N_mF_2数据相关系数为0.96,平均偏差为10.21%,标准差为19.61%.在不同情况下其数据精度有如下特征:白天精度高于夜晚;夏季精度高于分季,分季精度高于冬季;中纬地区精度高于低纬地区,低纬地区精度高于高纬地区;BDS倾斜同步轨道(IGSO)卫星精度高于同步轨道(GEO)卫星和中轨道(MEO)卫星.FY-3C GNOS北斗电离层掩星与国际上其他掩星电离层数据精度的一致性对GNSS掩星探测资料的综合利用具有重大意义.

GNSS极化测量降雨正演模拟与实验对比

研究证明,全球导航卫星系统(GNSS)极化无线电掩星(PRO)技术可以用于探测降雨。利用GPM DPR降雨率数据与PAZ卫星极化相移观测数据匹配,筛选出代表性降雨事件。通过选用TB等7种雨滴形状和MP等5种雨滴谱模型,采用T矩阵法对各事件进行正演,并分析PAZ极化相移的线性校正值、天线相位校正值与正演模拟值之间的关系。对比分析得出线性校正值、相位校正值与模拟值的相关系数分别为0.9994和0.9933,均方根差分别为0.3429和1.2765。模拟值与实测值之间高度相关,且更接近线性校正值。进一步的研究表明,模拟降雨率在1 mm·h^(–1)以下的事件时,雨滴谱采用MP或JD分布,雨滴形状采用SC或PB的模拟精度更高;降雨率在1 mm·h^(–1)以上的事件,雨滴谱采用MP或SS分布,雨滴形状采用TB的模拟结果最优。

“风云三号”电离层掩星气候学数据处理方法

电离层掩星观测数据具有长期稳定性以及无须定标等优势,在电离层气候学研究中占有重要地位,而有效的数据处理方法是掩星数据科学性、可用性的保障。文章提出的数据处理方法能够根据所选电离层参数的物理特性和太阳活动情况动态调整质量控制阈值,根据数据时间跨度以及空间范围划分不同的时间窗和地理空间步长,并将离散的参数数据映射到全球数据网格中,以提升对不同时期电离层异常廓线的针对性,同时保证数据的可靠,且具有灵活性强、易于模块化的特点。使用FY3-C GNOS电离层掩星数据对该方法的有效性进行了验证,以期为基于电离层掩星数据开展电离层长期气候学研究提供高效的数据处理方式。