电离层对BOC调制信号的影响

电离层是一种色散介质,宽带信号的不同频率分量在穿过高层大气时会引入不同的相位延迟。传统导航信号带宽较窄,因此在分析电离层的影响时通常将其视作中心频点处的单频信号。下一代导航系统广泛采用的BOC(Binary Offset Carrier)调制具有较宽的带宽和分裂的频谱,因此单频假设不再适用。通过引入BOC信号的双边带模型,分析了电离层对BOC信号的影响。结果表明电离层会在BOC调制的上下边带信号中引入不同的载波和码相位延迟。最后使用数值仿真和实测数据验证了分析的正确性。该结论对BOC信号双边带接收算法的设计具有重要的意义。

电离层对中高轨SAR影响机理研究

中高轨道合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是下一代星载SAR重要发展方向之一,电离层影响分析是推动中高轨道SAR系统发展的关键技术之一。该文利用电离层实测数据分析了电离层时空变化特征,根据电离层时空变化特性,结合中高轨道SAR合成孔径时间长、测绘带宽、轨道高等特点,从SAR成像理论角度出发,分别从距离向和方位向阐述了电离层对中高轨SAR成像质量的影响因素和影响机理,通过分析揭示了中高轨SAR电离层影响与低轨SAR的不同之处。

电离层蚀因子及其影响因子的变化特性分析

探讨了电离层蚀因子(IEF)及其影响因子(IFF)的概念和建立方法;重点研究了IEF和IFF的时空变化规律,包括随地理位置和周日、季节变化特性;初步分析了基于上述变化特征进一步改善利用GPS确定电离层延迟的精度的可能性.

SAR成像中电离层的影响估计及其补偿

针对星载SAR对地面场景观测及地基ISAR对空间目标观测时,雷达电磁波穿透电离层受到电离层影响的问题,依据Chapman电离层模型得到电离层在雷达回波中的附加相位,给出从回波数据中提取电离层参数积分电子总量(total electron content,TEC)的方法。然后提出了2种基于雷达回波数据的估计及补偿回波信号中电离层影响的算法,即电离层TEC频域估计及影响补偿方法,以及1种利用最小熵方法对电离层参数TEC进行精估计的方法。其中频域的补偿方法通过平移相关法对回波相位进行估计,根据估计值补偿掉主要的电离层带来的超前相位,进而对补偿后的数据进行常规SAR成像处理,可以得到良好的聚焦结果;最小熵估计法对距离频域二次项的系数进行精估计,修正由频域估计得到的超前相位,得到了更好的补偿效果。为解决SAR成像中电离层对成像带来的影响提供了有效的校正方法。

考虑电离层对GEOSAR影响的改进CS成像算法

地球同步轨道合成孔径雷达(GEOSAR)轨道位置高且合成孔径时间较长,电离层的空时变化特性严重影响该雷达的聚焦性能。为解决电离层对GEOSAR成像聚焦性能的影响,提出一种改进的chirp scaling (CS)成像算法。结合GEOSAR的轨道运动特点,给出因电离层空时变化引起的回波信号模型,提出了改进CS成像算法用以解决电离层对成像聚焦性能的影响。仿真结果表明:该成像方法能较好地处理电离层影响,可获得理想的聚焦成像结果。该方法为GEOSAR实现高精度成像提供了技术支撑。

我国电离层闪烁初步观测结果

电离层闪烁观测是研究电离层闪烁现象及其效应的实验基础.本文中利用自行研制的电离层闪烁监测仪,开展了在我国中低纬地区的闪烁观测,初步的结果表明电离层闪烁在中低纬地区发生频繁,且对UHF频段通信卫星的影响十分严重.

基于一维模型的高频电波加热电离层F层数值研究

基于电离层一维仿真加热模型,详细介绍了模型中电子的动量方程、连续性方程、能量方程和各类参量表达式,利用对角矩阵追赶法数值求解电离层F层加热过程,分析了不同时次电子数密度和电子温度的变化,讨论了不同频率和不同功率电波加热的情形.结果表明:当高频电波加热高电离层时,电子温度迅速增加,并很快趋近于饱和状态;电子密度的变化较为迟缓,但在加热过程中其变化幅度却越来越大;电子密度变化量在沿磁场方向上形成空洞和上下稠团两峰一谷构型;频率越大、功率越高的电波加热时,电子密度的变化也越大,但存在一适值频率的电波对电子温度的影响最小.

大气层效应对地球同步轨道SAR系统性能影响研究

地球同步轨道合成孔径雷达(GEO SAR)合成孔径时间长、观测范围大,易受到大气层效应时空变化的影响,使成像的聚焦质量和差分干涉处理精度严重下降。该文针对常规对流层和背景电离层等大气层缓变的干扰部分,建立了高精度时频混合GEO SAR信号模型,分析了不同大气层参数的时间变化率对成像质量和差分干涉处理精度的影响。针对大气层干扰中对流层湍流和电离层闪烁等随机扰动造成的影响,基于幂律功率谱模型,建立了大气扰动参数和成像质量的定量化分析模型,获得了大气层随机干扰的强度与成像评估指标间的关系。最后,通过仿真验证了模型的有效性,并分析了长孔径时间内缓变和随机扰动的大气层误差对成像和差分干涉处理质量的影响,仿真结果表明:L波段GEO SAR成像和差分干涉处理受时空变电离层干扰的影响十分严重,必须予以补偿;对流层干扰对其影响较小,仅当积累时间达到数百秒时才需要考虑它对成像性能的恶化。

电波传播理论在短波广播中的应用

本文简要介绍了电波传播理论基本常识以及短波广播中的一些电波传播理论的基础知识。重点介绍了电离层以及电离层变化对短波传输的影响,同时对短波广播传输发射以及收听过程中所遇到的一些常见现象进行了理论分析。

基于改进TCAR的高精度定位技术研究

模糊度解算是实现快速、高精度定位的关键,一直是全球卫星导航系统研究的热点。北斗系统提供三频信号,可以进行不同形式的组合,实现高精度定位和模糊度解算。通过分析现有的无电离层三频模糊度解算方法(TCAR)和组合观测值的噪声特征,提出一种低噪声无电离层影响的宽巷与IF组合相结合的TCAR算法,选取低噪声长波长的宽巷组合观测值,在几何模型下用最小二乘法逐级解算模糊度,最终实现静态定位。为了验证组合噪声的影响和各种TCAR算法的性能,对北斗中基线的实测数据进行实验,并且比较提出方法与现有算法的模糊度解算情况及位置精度。结果表明,提出方法可以有效提高模糊度解算的成功率,实现高精度定位。