CSES/FY3C掩星与数字测高仪探测电离层特征参数比较分析

为了进一步提高当前风云三号系列卫星(FY3C)以及张衡一号电磁监测试验卫星(CSES)等具备北斗卫星导航系统(BDS)及全球定位系统(GPS)无线电掩星(RO)观测能力的低轨卫星所得电离层峰值参数的反演精度,提出一种以数字测高仪探测数据为参考,采用多种时空匹配窗口对掩星反演结果进行电离层特征参数验证分析的方法:实验结合2018-7-20—2018-8-20共计20551次掩星事件,及6094个数字测高仪观测电子密度廓线数据,从峰值密度、峰值高度及临界频率等多方面对FY3C与CSES卫星掩星观测进行对比分析;同时为避免由于不同观测数据时空不一致引入的差异,分析不同时空匹配窗口对掩星与数字测高仪观测结果比对的影响。结果表明:低轨卫星掩星所得峰值参数与数字测高仪观测资料在不同匹配准则下的比较结果存在差异;当空间(时间)窗口不变时,随着时间(空间)窗口增大,无论是低轨卫星掩星同数字测高仪探测数据的比较,还是低轨卫星自身之间的比较,其电离层峰值参数数据匹配的相关性(一致性)都将下降,进而导致相关系数与拟合精度的减小;在相同的时空匹配窗口中,CSES与FY3C掩星反演出的电离层峰值密度相关性较强,而电离层峰值高度相关性较弱;CSES卫星更适合于低纬地区低高度与中高纬地区低中高度的电离层掩星探测,而FY3C卫星则适合于低纬地区中高高度与中高纬地区高于CSES卫星轨道高度的电离层掩星探测。

基于张衡一号电磁卫星的夏季磁静日新疆区域上空电离层电子密度变化特征

采用张衡一号电磁卫星朗缪尔探针(Langmuir Probe,LAP)载荷原位电子密度对夏季磁静日时段新疆区域(30°~55°N,70°~100°E)的顶部电离层N e进行分析。通过分析日侧和夜侧的数据变化曲线:40°~55°N范围内N e数据变化平稳,日侧N e值平均高于夜侧N e值的2倍,其中夜侧N e值稳定在0.5×10^(10) cm^(-3)~1.0×10^(10) cm^(-3),日侧N e稳定在1.0×10^(10) cm^(-3)~1.5×10^(10) cm^(-3);而30°~40°N范围上N e数据波动较大。根据地方时特征分析结果表明:无论是夜侧还是日侧,随着纬度的降低N e值逐渐增大,N e值最大达到5.25×10^(10) cm^(-3)。研究区域范围内N e日侧、夜侧在不同纬度、不同地方时具有显著不同的特征形态。