厘米级高程异常地形影响的算法及特征分析

从厘米级精度要求出发,通过进一步分解Molodensky级数解,推导出高程异常地形影响项的算法公式,初步分析这些地形影响项的精细特征,推荐一套适合厘米级似大地水准面精化的Molodensky解实用简便的算法公式,结合实例测试验证了厘米级地形影响的技术特征。文章指出,在我国丘陵与山区,要使似大地水准面达到厘米级精度,必须顾及Molodensky二阶项的影响;在我国西部、西南某些大倾角地形地区,由于线性Molodensky级数解不收敛,采用线性Molodensky算法计算高程异常的地形影响难以保证似大地水准面精度达到厘米级,发展合适的似大地水准面精化理论是大倾角地形山区厘米级大地水准面对局部重力场逼近技术提出的理论要求。

基于多尺度边缘约束的重力场信号的向下延拓

利用多尺度边缘检测理论 ,研究改善重力场信号向下延拓稳定性的新方法 .简要介绍了小波多尺度边缘检测的基本原理 ,以EGM96重力场模型为例分析了地球重力场的多尺度边缘 .提出了基于多尺度边缘约束的向下延拓方法 ,并给出了模拟算例 .计算结果表明 ,利用多尺度边缘约束改善向下延拓的稳定性是可行的 ,在观测值信噪比较差的情况下该方法的效果尤为明显 .

PPP/PPP-RTK新进展与北斗/GNSS PPP定位性能比较

首先简要回顾了精密单点定位(PPP)技术在最近几年的发展现状,重点总结了高采样率钟差实时快速估计、多系统组合PPP模糊度固定、多频GNSS PPP模型及其模糊度固定、PPP快速初始化、PPP-RTK等若干热点方向的最新研究进展。在此基础上,利用目前四大卫星导航系统(GPS、GLONASS、Galileo、北斗)最新的实际观测数据,全面比较分析了各系统及多系统组合PPP定位性能,重点给出了北斗二号+北斗三号PPP浮点解和固定解的定位精度、收敛时间和首次固定时间。结果表明:我国北斗导航卫星系统已经可以实现与其他导航卫星系统基本相当的PPP定位性能。北斗二号+北斗三号组合PPP的收敛时间/首次固定时间20~30 min;静态解的东、北、天方向定位精度在毫米到厘米级;动态解水平方向约5 cm,高程方向约7 cm;多系统组合可显著提高PPP定位精度、收敛时间和首次固定时间:固定解定位精度比浮点解在东、北、天方向分别提升了14.8%、12.0%和12.8%;相比单GPS,多系统组合PPP浮点解的收敛时间和固定解首次固定时间分别缩短了36.5%和40.4%。

极区顶部电离层离子上行—DMSP卫星观测

本文利用DMSP卫星离子漂移速度测量数据,对高纬顶部电离层离子整体上行进行研究,主要考察平静时和磁暴期间离子上行强度与发生率随MLT(晨昏两侧)分布规律的变化；以及磁暴期间强的离子上行与等离子体对流及其剪切之间的关系。研究发现,磁暴期间强上行事件的发生率比平静期高近2倍,发生率的晨昏不对称性出现逆转,由平静时昏侧发生率较大变为磁暴期间晨侧发生率较大；磁暴期间晨侧离子上行速度的分布向速度高端加权,平均速度大于昏侧,最大上行速度远大于昏侧；强的离子上行往往与强对流剪切或强对流本身相伴随。

极隙区纬度太阳活动高年背景电离层特征

本文利用 EISCAT-Svalbard 雷达1999年3月至2003年2月期间观测数据,对太阳活动高年前后极区电离层 F 区电子密度随高度和地方时的二维分布进行统计分析,研究极隙/极盖区背景电离层特征,并与 IRI-2001模式预测结果进行比较。分析结果表明,在 ESR 雷达所在纬度,不存在“冬季异常”现象;但首次发现,此处电离层冬季日变化存在磁午夜前主极大。另外,无论在什么季节,白天时段 ESR 雷达上空电子密度都在磁正午附近有一极大值。与 IRI 模式的比较表明,模式预测的 F 区电子密度与 ESR 实测结果存在较大偏差,在500km 高度以上的顶部电离层和冬季,差别尤其明显。简要讨论了软粒子沉降对造成电子密度日变化磁正午极大的作用和冬季磁午夜前主极大的形成机理。

磁暴期间亚极光区极化流(SAPS)的DMSP观测与RAM模拟的比较研究

亚极光区极化流(Subauroral Polarization Streams,SAPS)为快速流动的西向等离子体流,位于昏侧-子夜前亚极光区,是磁层-电离层-热层耦合的重要过程之一.本文利用密西根大学的RAM(Ring current-AtmosphereInteraction Model)模型对一次典型磁暴期间发生的SAPS事件进行了模拟,并与DMSP卫星观测值进行了比较.结果表明:模拟结果能大致反映观测现象;模拟得到的SAPS峰值速度所在纬度随磁暴时间的变化与观测值有较大差别;SAPS速度观测值在约18:00 UT和约20:00 UT左右出现两个峰值,而模拟值只有一个峰值,出现在约18:00 UT,主要原因是模型对亚暴过程的模拟存在不足.

三维太阳风结构的Ulysses观测和MHD模拟的比较研究

Ulysses从1994年9月到1995年6月第一次对日跨极飞行期间,发现除赤道附近±20°的区域为300～450km/s的低速太阳风以外,其余为中高速太阳风,而在±40°以上为700～870km/s的高速太阳风,而且低速太阳风与高速太阳风之间的过渡面很陡本文用三维磁流体力学(MHD)数值模型对Ulysses在太阳活动极小期观测到的太阳风大尺度结构进行了模拟这一模型将计算区域分为1～22Rs和18Rs～1 AU两部分,并将具有总交差减小(TVD)特性的Lax-Friedrich格式和MaccormackⅡ型格式结合起来.我们根据太阳光球磁场的视向分量观测确定初始磁场,并在MHD方程组中加入体积加热项,进行三维MHD模拟数值结果再现了上述观测到的大尺度太阳风结构的主要特征,与Ulysses观测基本相符这一工作说明初始磁场以及体积加热可能控制着高低速太阳风的分布。

强磁暴期间场向电流分布及其对行星际条件的响应:CHAMP卫星观测

利用CHAMP卫星磁场测量数据,研究2003年11月超强磁暴期间顶部电离层全球大尺度场向电流分布特征及行星际条件的控制作用.结果表明:(1)磁暴期间场向电流密度比平静期大大增强,昼与夜及冬与夏半球不对称;(2)发现沿纬度积分的场向电流密度主要受太阳风动力学压强而不是行星际磁场的控制;(3)磁暴期间场向电流低纬边界向赤道扩展,最低可达45°MLat;向阳侧此扩展直接受南向行星际磁场Bz的控制,相应的行星际-磁层-电离层作用时间尺度约25min;当南向IMFBz小于?30nT时,场向电流朝赤道的扩展出现非线性饱和;而在背阳侧,这一扩展及恢复,比行星际参数的变化滞后约3h,但与表征磁层环电流的Sym-H指数几乎同步变化;(4)磁暴主相期间,背阳侧强场向电流纬度分布范围达25°以上,并出现多达10片以上的多电流片结构.

极区电离层O^+上行的时空分布:平静期FAST卫星观测

分析FAST卫星能量离子测量数据,首次得到2000～4200km高度范围平静期电离层O+上行的时空分布图像.结果表明,磁正午前的极尖/极隙区是低能O+上行发生最频繁的区域;黎明前等离子体对流的低纬边界区域是高能O+上行发生率最高区.无论能量高低,在平静极光椭圆边界之外的较低纬度宽阔时区上存在较频繁的O+上行.午夜前21:00～22:00MLT极光椭圆带的上行O+携有较强的能通量,其中高能O+在靠近极盖边界处上行能通量特别强.在所分析的2000～4200km高度范围,上行O+离子锥发生率显著高于离子束;离子束在3000km高度以下极少出现,而离子锥较均匀地在各高度都有发生.