低纬地区电离层变化特征以及与IRI2012预测的对比分析

为归纳低纬地区电离层变化特征规律,对比分析国际电离层参考模型(IRI)预报模式。采用三亚地区(109.6°E,18.4°N)测高仪观测数据和IRI2012模型预测数据,对比分析了电离层在2012年中fo F2和hm F2参数昼夜、季节变化。结果表明,三亚地区电离层fo F2在8:00~14:00 LT时间段内逐渐增大,在16:00~6:00 LT时间段内逐渐减小,最大峰值16 MHz发生在12:00~16:00LT时间段内,最小峰值2 MHz发生在4:00~6:00 LT时间段;预测值相比观测值在8:00~18:00 LT大部分时间段内偏大且误差最大值为3 MHz,在18:00~6:00 LT大部分时间段内偏小且误差最大值为5 MHz。电离层hm F2在春秋分和夏季出现2个极大值,最大峰值450 km发生在12:00~14:00 LT时间段内,最小峰值200 km发生在4:00~6:00 LT时间段内;预测值相比观测值在春秋分的2:00~4:00 LT时间段内偏大且相对误差最大为0.16,在夏季的19:00~22:00 LT时间段内偏小并且相对误差最大为0.08,在冬季的2:00~4:00 LT时间段内偏大且相对误差最大为0.12。

LEO卫星单频精密定轨电离层模型改进算法

电离层延迟的有效改正是LEO卫星单频精密定轨的关键所在。目前主要采用电离层比例因子法进行LEO卫星电离层延迟改正,但该方法在电子密度峰值高度确定时未考虑太阳活动、经纬度、昼夜变化、季节等因素的影响。IRI2012模型虽然考虑了上述因素对电子密度峰值高度的影响,但因其与电离层薄层高度选择的标准不一致,通常它们之间存在系统性偏差而无法直接使用。为此本文提出将电离层薄层高度作为约束条件对IRI2012模型确定的电子密度峰值高度的均值进行参数约束估计,得到一种改进的电离层模型算法,并利用Swarm卫星GPS观测数据对其进行验证。结果表明:改进的电离层模型对Swarm卫星径向、切向和法向定轨精度均有不同程度的提高,尤其对轨道径向和法向精度改善最为明显,分别提高了31.6%和32.0%;同时较大幅度地降低了轨道的系统性偏差,尤其是在径向和法向,分别平均降低了65.0%和54.7%。