经常发生的地磁暴可引起电离层异常,并导致穿过电离层的GNSS导航信号产生异常延迟甚至难以被观测处理。因此,有必要对地球磁暴引起的电离层异常响应特征开展系统深入研究。在已有的全球电离层异常研究基础上,充分发挥了省级连续运行参考...经常发生的地磁暴可引起电离层异常,并导致穿过电离层的GNSS导航信号产生异常延迟甚至难以被观测处理。因此,有必要对地球磁暴引起的电离层异常响应特征开展系统深入研究。在已有的全球电离层异常研究基础上,充分发挥了省级连续运行参考站(Continuous Operation Reference Station,CORS)网测站密度大、数据细节丰富的优势,建立了区域电离层模型,精细化提取了电离层异常值。初步分析了磁暴期间电离层异常响应的时序关系、量级大小、空间分布和变化规律等:(1)磁暴与区域电离层异常之间的时间响应特征显示,地球磁暴可引起电离层异常,电离层异常在响应时间方面具有拖尾效应,磁暴结束24 h后电离层才恢复至磁暴前正常水平。(2)磁暴引起电离层垂直电子总含量(Vertical Total Electron Content,VTEC)异常变化的量级特征显示,小磁暴引起电离层天顶方向电子总量增大约9.5 TECU,对应视线方向电子总量增大约36 TECU。(3)磁暴引起电离层异常的空间分布特征显示,高纬度地区的电离层异常响应大于低纬度地区。(4)电离层异常响应的空间变化特征显示,磁暴期间电离层异常响应首先呈现出从南向北增大延伸态势;当电离层VTEC及其异常值达到峰值后,电离层异常响应呈现从北向南减弱回归态势。展开更多
目前区域电离层延迟建模中,较少顾及单层模型薄层高度假设误差、投影函数选择误差、差分码估计偏差以及数学公式的模型化误差等,为了削弱这些误差对解算精度的影响,将半参数模型引入到电离层球谐函数建模中,利用半参数核估计方法,解算...目前区域电离层延迟建模中,较少顾及单层模型薄层高度假设误差、投影函数选择误差、差分码估计偏差以及数学公式的模型化误差等,为了削弱这些误差对解算精度的影响,将半参数模型引入到电离层球谐函数建模中,利用半参数核估计方法,解算误差分量和球谐函数系数,并将解算结果代入区域4阶电离层球谐函数计算建模区域内电离层总电子含量(total electron content,TEC)。选取欧洲大陆区域的国际GNSS服务组织(international global navigation satellite system service,IGS)测站,分别对太阳活动低年和太阳活动高年的观测数据进行电离层建模,并采用半参数核估计法与传统最小二乘法进行建模精度的对比与分析。实验结果表明:太阳活动低年,以欧洲定轨中心发布的电离层TEC为参考,利用半参数核估计法的区域电离层建模相比于最小二乘,其精度提高了12.2%~19.0%,以IGS发布的电离层TEC为参考,其精度提高了8.3%~13.6%;太阳活动高年,利用半参数核估计法进行电离层建模相较于最小二乘法精度相当。展开更多
文摘电离层延迟是GNSS导航定位中重要的误差源,对电离层进行监测和建模具有重要的意义。GNSS具有覆盖范围广、观测时间长、反演精度高等特点,为电离层监测和建模提供了一种有效的手段。差分码偏差(differential code bias,DCB)包含在电离层观测值中,与电离层总电子含量(total electron content,TEC)参数相互耦合,在电离层建模时需要被精确分离和确定。
文摘经常发生的地磁暴可引起电离层异常,并导致穿过电离层的GNSS导航信号产生异常延迟甚至难以被观测处理。因此,有必要对地球磁暴引起的电离层异常响应特征开展系统深入研究。在已有的全球电离层异常研究基础上,充分发挥了省级连续运行参考站(Continuous Operation Reference Station,CORS)网测站密度大、数据细节丰富的优势,建立了区域电离层模型,精细化提取了电离层异常值。初步分析了磁暴期间电离层异常响应的时序关系、量级大小、空间分布和变化规律等:(1)磁暴与区域电离层异常之间的时间响应特征显示,地球磁暴可引起电离层异常,电离层异常在响应时间方面具有拖尾效应,磁暴结束24 h后电离层才恢复至磁暴前正常水平。(2)磁暴引起电离层垂直电子总含量(Vertical Total Electron Content,VTEC)异常变化的量级特征显示,小磁暴引起电离层天顶方向电子总量增大约9.5 TECU,对应视线方向电子总量增大约36 TECU。(3)磁暴引起电离层异常的空间分布特征显示,高纬度地区的电离层异常响应大于低纬度地区。(4)电离层异常响应的空间变化特征显示,磁暴期间电离层异常响应首先呈现出从南向北增大延伸态势;当电离层VTEC及其异常值达到峰值后,电离层异常响应呈现从北向南减弱回归态势。
文摘目前区域电离层延迟建模中,较少顾及单层模型薄层高度假设误差、投影函数选择误差、差分码估计偏差以及数学公式的模型化误差等,为了削弱这些误差对解算精度的影响,将半参数模型引入到电离层球谐函数建模中,利用半参数核估计方法,解算误差分量和球谐函数系数,并将解算结果代入区域4阶电离层球谐函数计算建模区域内电离层总电子含量(total electron content,TEC)。选取欧洲大陆区域的国际GNSS服务组织(international global navigation satellite system service,IGS)测站,分别对太阳活动低年和太阳活动高年的观测数据进行电离层建模,并采用半参数核估计法与传统最小二乘法进行建模精度的对比与分析。实验结果表明:太阳活动低年,以欧洲定轨中心发布的电离层TEC为参考,利用半参数核估计法的区域电离层建模相比于最小二乘,其精度提高了12.2%~19.0%,以IGS发布的电离层TEC为参考,其精度提高了8.3%~13.6%;太阳活动高年,利用半参数核估计法进行电离层建模相较于最小二乘法精度相当。
