电离层F层动力学数值模拟

中、低纬电离层Ｆ层动力学的数值模拟通过研究等离子体的连续性方程和运动方程进行，等离子体的输运过程顺电磁漂移的运动坐标系中运算。计及双极扩散、温度、中性风、电磁漂等影响。     

中性风对暴时电离层影响的研究

从电离层等离子体动力学方程出发,研究了磁暴期间中性风对中低纬度电离层的影响.通过计算机模拟发现:中性风能够对暴时电离层等离子体的垂直向上漂移产生抑制作用,并延迟电离层F层底部"抛空"的形成;不论采用哪种中性风模式,磁暴都会对较低纬度的电离层产生更大的影响.     

Morphology of polar ionospheric O^＋ ion upflow： FAST observations during quiet time

With energetic ion measurements on FAST satellite, the morphologic features of quiet-time ionospheric O ion upflowing at altitudes of 2000 to 4000 km are drawn out for the first time. The pre-noon cusp/cleft is the predominant region of upflowing occurrence for O with lower energy. Meanwhile the pre-dawn sector near the equatorward edge of the plasma convection dominates the occurrence for the higher energy O ions. No matter whether the energy is lower or higher, the upflows occur often over a wide MLT range of lower latitudes outside the auroral oval. The upflowing within the pre-midnight (21:00― 22:00 MLT) auroral oval carrys larger energy fluxes, with extremely large fluxes for higher energy O appearing near the polar cap boundary. For altitudes of 2000―4200 km under observation, the ion conics occur much more frequently than ion beams. Ion beams are rarely found below 3000 km, while the conics occur uniformly over the observed altitudes.     

Analysis of the ionosphere wave-motion with GPS

The periodic solar activities strongly affect the ioniza-tion of the ionosphere. Sudden enhancements in soft and hard solar X-ray and EUV radiation during solar flare can produce an immediate increase in ionospheric ionization in various degrees at different heights; altogether, they are called sudden ionospheric disturbances (SIDs), which are generally recorded as sudden increase of total electron content (SITEC), the short wave fadeout (SWF), sudden frequency deviation (SFD), sudden ph…     

低地磁扰期间海南电离层F2层临界频率的观测与IRI预测结果的对比研究

国际参考电离层模型(IRI)是非常有影响的电离层经验模型之一,利用该模型对我国东亚地区,尤其是海南低纬度地区,进行长期预测的效果尚未研究。通过对一个太阳活动周(2002~2012年)期间海南观测站(19.5°N,109.1°E)数字测高仪DPS-4D观测到的电离层临界频率foF2在低地磁扰动条件下的月中值日变化、季节变化和年变化进行了分析;并与相应的IRI-2012模型预报值进行了对比研究。结果表明:1观测到的foF2存在着明显的冬季异常和半年异常现象,对太阳活动存在着明显的依赖关系;2IRI-2012模型预报值虽给出了海南foF2的基本观测特征,但细节上IRI模型预测值与观测值还是存在着地方时、季节和年度偏差,主要表现为:在太阳活动低年模型存在高估;在太阳下降年期间模型存在低估;在太阳活动较高时期模型存在明显的分季低估,冬、夏季高估;整体上,多数偏差率在±20%以内。偏差率较大的时段主要集中在0500-0800LT,这与以前研究结果基本一致。这些结果对进一步完善IRI模型,尤其是在中国低纬度地区foF2预测参数方面,具有重要的参考价值。     

玉树Mw7．1地震前电离层异常扰动初步分析

为了研究地震电离层效应,采用CODE提供的全球电离层地图（GIM）数据分析了2010年4月14日玉树7．1级地震．通过插值提取了震中区域震前的TEC时间序列,利用滑动四分位距法排除太阳（SSN、F10．7）和地磁活动（Dst、Kp）的干扰,发现电离层在震前26天和13天存在明显异常．全球电离层异常分布结果显示,震前26天的电离层异常幅度小于震前13天的异常幅度,这可能与临震时间有关．此外,两次异常的峰值点与震中区域并不严格对应,而是靠近震中偏向赤道的一侧,同时磁共轭区也有异常出现,但范围和幅度较小,这两次电离层异常有可能是地震前兆．     

电离层闪烁下4路信号处理的载波锁相环

针对电离层闪烁导致的卫星导航接收机载波锁相环失锁问题,提出一种基于Kalman滤波器的4路信号处理载波锁相环. 该环路通过增加两路信号处理对锁相结果进行纠正,扩大了锁相环的相位牵引范围,同时根据信号实时载噪比自适应调节滤波系数,有效避免电离层闪烁时信号振幅衰落和相位突变引起的环路失锁. 通过仿真表明,这种锁相环可以在持续中强度和瞬时高强度的电离层闪烁下保持跟踪.      

基于无源信标的天波OTHR目标跟踪

为了削弱电离层分层结构引起的"多径"效应,减小电离层高度难以准确获取带来的跟踪误差,提出了基于无源信标的目标跟踪方法。通过雷达发射高频信号,建立等效电离层传播模型,并利用无源信标修正电离层高度,其中跟踪过程分为两个阶段:先进行初次跟踪,将跟踪结果与信标对比,反演出等效电离层虚高,再利用修正虚高跟踪未知目标。针对实测数据的分析结果表明,与多假设航迹融合算法相比,本方法具有更高的精确性和适应性。     

改进的相位梯度法解电离层相位污染的方法

为了修正由电离层时变特性而引起电波信号相位的污染,研究人员开发了大量的算法对回波信号进行去污染。相位梯度法解相位污染是目前一种主要的解电离层相位污染的算法,但是该算法在提取一阶Bragg峰的问题上缺乏自适应的提取算法。在相位梯度法的基础上利用局部熵最小算法和基于功率比的滑窗自适应信号提取算法来其进行优化,利用仿真信号对两种改进算法和原有相位梯度算法进行验证比较。结果表明两种改进后的算法提升了解电离层相位污染的性能,同时提升了整个解相位污染方法的自适应性。此外,根据仿真实验的结果,当信号离Bragg峰更近时,功率比算法优于局部最小熵算法,当信号远离Bragg峰时,两者效果基本一致。     

组网高频地波雷达中电离层杂波分析及其抑制方法

组网高频地波雷达引入了多种收发模式,在增加探测信息量获取的同时使电离层杂波更加复杂。介绍了OSMAR071组网高频地波雷达系统,结合实测数据分析了组网条件下电离层杂波距离、多普勒分布特征,以及不同路径的电离层杂波及海洋回波的相关性。利用多路径杂波相关性远大于海洋回波的特性,提出了一种基于自适应滤波的杂波抑制方法,利用其他路径的电离层杂波估计杂波分量,从而实现杂波对消。雷达实测数据分析表明了上述分析的正确性以及杂波抑制方法的可行性和有效性。