司南电离层监测机精度分析

电离层闪烁对GNSS监测精度和数据通信质量具有很大影响,因此,电离层监测机的研究必不可少。电离层监测机能够对电离层闪烁进行监测。目前国内已经对电离层闪烁监测进行了大量研究,使用电离层监测机监测电离层闪烁的精度上已经有很大提升。为了衡量国内司南电离层监测机的性能,该文将司南电离层监测机与Septentrio PolarRx5s电离层监测机进行对比。在GPS系统和BDS系统下分别对比2种监测机监测的电离层幅度闪烁和相位闪烁参数变化。

电磁和电离层监测的短期地震预报系统

最近科学界确定和公认这样一个事实:在大地震(火山喷发)之前的几天或几小时,在强震和火山活动区的地壳和对流层中存在电磁耦合过程,在电离层内存在异常变化。解释这一现象的一批物理模型出现了。其中最可能的模型基于大气边界层地壳发射物(氡、惰性气体和金属气溶胶)的化学反应。这些发射物改变了边界层的电导率,从而改变了活动区域内的大气电场值。根据实验测量,在大地震前几天或几小时,地表的地震感应的垂直电场强度可达到1至几个kV/m,而在无干扰情况下该值为100 V/m。异常电场渗透到电离层引起了不同种类的变化(离子成分、电子密度、标高、电子温度等的变化),这些变化用实验方法可以从地面及人造卫星上测量到。这样的变化被称作地震的电离层前兆。电离层前兆的优点在于电离层把活动区域作为一个整体,而不只是事件在地面上发生的一个点进行测量。这就避免了导致地面测量的物理和地球化学前兆中出现错误的前兆镶嵌式特征。第二个优点是与其他前兆比较电离层前兆的出现有稳定的时间尺度,这使它在短临地震预报中更具实用价值。因为对所有IASPEI需求的响应,我们现有的知识水平使得电离层前兆的短期地震预报成为可能。逼近震中的位置可以从电离层前兆沿磁力线到地面的投影估计出来。要预报的地震震级可以由电离层中被改变区域的大小估计出来。发震时间可以从电离层前兆出现的时间估计出来。考虑到提议的短临预报系统是第一次创建,地震参数测定的精确度将在系统测试阶段加以确定。作为第一步,这些参数可在理论上估计出来。项目任务阐明如下:(1)在墨西哥Guerrero州创建连续的电磁和电离层监测系统包括基于地面的电离层测高仪,IGEFUNAM和INEGI的GPS接收仪网络,电场探测器网络,监测P-H脉冲的高频(HF)接收仪,甚低频(VLF)接收仪,高频(HF)多普勒装置,氧元素的557.7 nm和630 nm谱线的光学测量法,磁力仪网络。(2)测试系统的质量,用实验的方法确定虚报和错报的概率及地震参数测定的精确度。(3)如果结果没有问题,就在墨西哥Guerrero州和墨西哥的所有地震活动区应用该系统。(4)把该体系推荐给其他遭受地震灾害的国家,使其在他们的地域内应用。部分已创建的体系和所使用的技术受专利保护。

国家空间天气监测预警中心——武汉电离层监测技术研发中心

空间天气监测正成为发达国家的一种国家行为，监测和了解空间环境是作为海陆空之外的第4疆域来开拓的一项重要的基础性工作，电离层监测是空间天气监测的重要组成部分。为更好更快地发展我国的空间天气事业，形成与我国综合实力相适应的空间天气业务能力，需要充分发挥国内各部门在研究、开发等方面的优势。为此，武汉电离层监测技术研发中心2010年4月由国家空间天气监测预警中心批准。于2010年5月在中南民族大学成立。

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.

地磁暴期间电离层扰动监测及GNSS定位性能分析

为分析磁暴期间电离层扰动规律及GNSS定位性能变化,基于国际GNSS服务(International GNSS Service,IGS)全球观测数据及全球电离层图(global ionospheric map,GIM),对2018年8月26日地磁暴事件引发的北半球地区电离层总电子含量(total electron content,TEC)异常变化和GPS定位性能进行分析.结果表明:北半球TEC异常存在纬度差异,高纬地区响应快,低纬地区异常值变化大,达12 TECU;磁暴期间高纬地区观测数据周跳变化明显,周跳比数值与磁静日相比最大下降61.84%;磁暴期间所有测站数据完整率下降,高纬地区下降响应快,下降严重,达38.65%,研究区所有测站数据完整率下降出现在磁暴恢复相,数据质量与TEC异常变化规律较为一致;对GPS双频动态精密单点定位(precise point positioning,PPP)结果进行分析发现,磁暴期间高纬地区测站定位误差显著增大,水平和垂直方向均方根误差(root mean squared error,RMSE)增至约0.7 m及1.8 m.

GNSS电离层监测研究进展与展望

电离层作为近地空间环境的重要组成部分,对电波通信、卫星导航定位等都有重要影响。监测电离层形态结构有助于对电离层时空演化特征的理解及其建模和预测。随着全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)的快速发展,GNSS电离层监测已成为重要的研究和应用方向。系统介绍了GNSS多维电离层监测及其应用的研究现状和进展,主要包括空基/地基GNSS联合反演电离层特征参数、层析技术反演电离层三维结构、电离层延迟建模、电离层异常扰动监测及机理认知等内容。

GPS监测电离层变化

就大气对ＧＰＳ测量的影响作了详细的讨论，分析了影响电离层变动的起因及在不同的地区测量时电离层对ＧＰＳ结果可能产生的影响，提出利用ＧＰＳ监测电离层中、大尺度扰动的监测方法，并利用上海连续三天ＧＰＳ观测资料进行了实算，其结果表明ＧＰＳ可以对中、大尺度电离层扰动进行监测。

利用陆态网络实时监测电离层TEC及在地震监测中的应用分析

中国大陆构造环境监测网络(陆态网络)是中国最大的GPS综合服务网络,该网络包括260个分布全国的GPS基准站。本文首先介绍了利用GPS研究电离层TEC的基本原理与方法,然后阐述了陆态网络电离层TEC监测系统的数据处理及产品发布的详细流程,最后分析了震前电离层异常现象与地震发生的耦合关系,并利用陆态网络电离层TEC监测系统的产品分析了四川省芦山7.0级地震的同震电离层扰动现象。

中国电离层闪烁监测和预报

我国低纬度地区是全球电离层闪烁衰落影响最严重的地区之一,介绍了在青岛开展电离层闪烁效应研究的先期工作:电离层闪烁监测和预报,建立了覆盖我国中低纬地区的电离层闪烁监测网,给出了闪烁监测预报系统的组成和进行电离层闪烁预报的技术路线.

电离层行扰的GPS台网监测

利用分布在武汉、安陆、荆州三地的全球定位系统(GPS)接收机组成局域GPS台网,监测中国中低纬地区电离层行扰(TID)现象.基于小波变换的多分辨分析特性与Mallat算法,给出了从垂直总电子含量(QVTEC)的时间变化曲线中提取电离层扰动的算法.并通过一个观测实例,说明了利用该方法可以有效地从QVTEC时间变化曲线中去除由卫星运动和电离层日变化等因素引起的日变化趋势,进而提取出短周期的电离层扰动.分析结果表明,本文提出的GPS组网方式和数据处理方法在中国中低纬地区TID监测中具有广阔的应用前景.

青海省首个电离层测高仪监测站基础建设已完成

2010年11月上旬．青海省首个电离层测高仪监测站基础建设在都兰县气象局已完成建设。该站建成后，将获取电离层监测的第一手资料．为青海西部电离层天气的监测、预警、服务等工作提供重要的数据支持。

基于GPS数据的电离层模型和电离层延迟改正新方法研究(英)

根据大地测量、地球物理、空间物理和导航等领域的若干重要GPS科研项目的需要,系统研究了电离层延迟的高精度模拟和改正方法。报告的内容主要涉及GPS系统的电离层延迟的高精度改正,如何通过修正静、动态单、双频用户的电离层延迟影响,进一步改善GPS测量的精度和可靠性,改进增强型GPS广域差分系统的电离层模拟及利用GPS监测电离层的理论和方法等。

电离层斜测数据集

电离层斜测数据集包括F_(2)层临界频率数据和最大电子密度空间分布图,来源于中国地震电离层监测试验网观测数据。2008年汶川地震后,中国地震局地震预测研究所和中国电子科技集团第22研究所,在国防科技工业电波环境观测站网原有的稀疏发射站网基础上,根据地震重点监测区带分布和区域数据覆盖能力的双重需要,利用电离层对地基发射信号的反射特性,在华北5个电离层垂测发射站的基础上,建立了20个电离层斜测接收站,形成100条发射—接收链路,达到以经济手段取得电离层加密监测的效果。数据由接收台站接收后,汇聚到北京数据中心,并建立Oracle数据库,将数据入库。通过人工判读,生成可应用的电离层斜测观测数据。此数据集通过数据共享网站提供数据共享服务,可为地震系统内部各省地震局和研究所进行地震监测预测研究以及系统外部科研机构和院校电离层观测研究提供基础数据。

电离层对咸阳机场GBAS应用的影响评估

地基增强系统(GBAS)作为一种民用航空领域的新兴技术,能够为飞机提供I类精密进近(CAT I)甚至更高精密进近、着陆引导服务,电离层活动是影响GBAS服务性能的重要因素之一,因此需要对电离层活动情况进行监测并评估。基于单站法利用实际接收的双频GPS数据对咸阳机场的电离层活动进行长期监测,并对监测期内GBAS服务性能进行仿真评估。结果表明,监测期内西安咸阳国际机场电离层活跃程度较低,GBAS服务性能未受电离层影响,可以满足I类精密进近的性能要求。

2020年北京北大站电离层高频多普勒频移数据集

电离层高频多普勒效应是电离层扰动对被其反射的高频无线电波产生的影响。从多普勒频移可以获知电离层反射面的垂直运动(多普勒速度)等重要信息,对电离层扰动的监测和研究具有重要的意义。本数据集由北京北大站(116.31°E,40.00°N)电离层高频多普勒监测仪观测形成,通过接收经电离层反射的国家授时中心10 MHz标准授时信号,对接收信号与标准频率信号差拍后进行快速傅里叶(FFT)分析得到频移谱结果。通过该数据可获得信号的频移及对应的电离层多普勒速度等信息,能够为电离层空间环境研究和应用提供良好的数据支持。

2012年北大北京本校站电离层TEC和闪烁指数集

电离层总电子含量(TEC)和闪烁指数是电离层形态学研究的重要参数。基于二者描述电离层状态,对电离层研究有十分重要的意义。2012年北大北京本校站(116.30°E,39.99°N)电离层TEC和闪烁指数是根据GPS伪距及载波相位观测数据、信号功率、信噪比获得的。该数据集包含电离层垂直TEC、幅度闪烁指数和相位闪烁指数。通过这一数据可以得到电离层TEC同太阳活动、磁暴、电离层暴之间的关系,以及电离层不规则体的逐日变化和暴时特征。本数据集能够为我国众多空间环境相关的研究与工程项目提供数据保障。

华南地区GPS-TEC监测产品分析与设计

利用广州GPS综合应用接收网观测数据,探讨华南地区区域级TEC监测产品的研制方法与结果。观测样本分析显示,广州GPS综合应用网单站在24 h内瞬时捕获卫星数基本上稳定在10颗,反演获得的TEC样本在电离层薄层模型下经过投影基本上覆盖华南地区以及中国南海北部海域和台湾海峡,可以比较好地反映华南地区和中国南海海域TEC数值分布状况。基于广州GPS综合应用接收网观测数据,可以得到一个表征区域强度的平均TEC实时监测产品和一个表征区域子午线分布特性的纬向TEC实时监测产品。

GPS气象学应用进展及其监测实例分析

全球定位系统 (GPS)作为一种卫星导航和定位系统 ,如今已被广泛应用于气象学以及电离层研究 .由于GPS台站数量多、分布广和全天候观测 ,可以同时观测四颗以上卫星 ,得到四个以上的电离层下点处的垂直TEC(totalelec troncontent)等优点 .本文在启用GPS监测太阳耀斑爆发时电离层TEC变化的相关性及其电离层响应 .

利用北斗GEO卫星观测监测深圳市周围地区电离层空间环境

采用非差非组合精密单点定位(precise point positioning,PPP)反演北斗GEO卫星穿刺点位置的垂直方向电子总含量(vertical total electron content,VTEC),利用GEO卫星在时域上穿刺点位置近似固定的特性,反演、分析了深圳市2020年的电离层空间环境参数,并详细评估了该区域VTEC实测值与国际GNSS服务(International GNSS Service,IGS)组织提供的全球电离层模型(global ionosphere model,GIM)电离层产品间的差异。结果表明:在深圳市,北斗GEO卫星的VTEC实测值与GIM产品具有较好的一致性,全年差值的日均值和标准差分别为-0.87 TECU和3.24 TECU,各月份差值的日间时段均值略小于夜间时段,差值的标准差呈现明显的季节性特性,其中,6月、7月、8月份较低。整体上,GIM的VTEC日峰值比实测值的小,全年差值的均值和标准差分别为3.51 TECU和5.98 TECU。

卫星导航可用性监测技术

随着全球卫星导航系统(GNSS)的不断完善和在各领域的不断推广运用,导航系统的重要性日益增大,导航系统是否可用,直接影响到用户的体验甚至用户的安全.本文论述了卫星导航系统可用性监测相关技术,主要从卫星系统完好性监测、电离层闪烁监测技术和电磁环境监测三个方面分别进行论述.