利用IGS电离层格网产品分析电离层峰值变化特性

电离层延迟误差是影响GNSS高精度定位的重要误差来源之一,分析和掌握各因素对电离层变化规律的影响,有助于建立高精度电离层模型。为此,采用IGS中心提供的1999~2015年电离层GIM数据计算南北半球不同经度圈的峰值不对称指数,分析其与太阳活动情况和地磁活动情况的相关性;并对单日电离层峰值变化情况进行分析。通过分析表明:(1)峰值不对称指数具有明显的年周期性和季节周期性;(2)西半球峰值不对称指数与太阳黑子数的相关性大于东半球,但东半球和西半球峰值不对称指数与地磁指数相关性几乎相同;(3)除08:00 LT(local time)~10:00 LT赤道两侧不存在明显峰值外,剩余时段均有明显的峰值;且通常在12:00 LT~16:00 LT取得极大值。     

中低纬电离层F2区峰值参量周年和半年变化及电场影响模拟研究

利用二维电离层理论模式,在地磁平静和太阳活动低年的情况下,模拟中低纬电离层峰值电子浓度NmF2和峰值高度hmF2的周年和半年变化规律.在考虑与不考虑理论模式输入电场的周年和半年变化两种情况下,对比分析研究了电场对电离层NmF2和hmF2周年和半年变化的影响.结果表明,当输入电场没有周年和半年变化分量时,模拟NmF2表现出一定的半年变化特征,而hmF2周年变化分量较强;当输入电场包含了周年和半年变化特征时,模拟NmF2和hmF2周年和半年变化特征明显改变,且这种改变随地方时和地磁纬度不同有较大的差别;电场对NmF2半年变化的影响无论是在强度还是范围上都明显大干对hmF2的影响,电场对NmF2的影响在赤道和驼峰区都比较明显,但对hmF2的影响主要集中在地磁赤道区.通过对比模拟NmF2和hmF2发现,中低纬电离层hmF2与NmF2半年变化具有一定的相关性,初步分析认为电离层电场及其关的"赤道喷泉"效应可能是这种相关性的重要纽带;电离层电场对hmF2半年变化的影响仅局限在地磁赤道地区,而对NmF2影响可达驼峰地区,因此hmF2与NmF2半年变化的相关性也仅在地磁赤道较为明显.     

井下小区域地磁数值的时域变化与波动分析

井下点位地磁数据采集精度直接影响到井下地磁定位准确度.针对井下小区域磁测数据在不同时域期间波动变化,选取美国FVM400磁力仪在井下实验场中,对6个基准点进行了3个太阳日的地磁数值的监测,通过数据预处理及统计分析了不同监测点的时域地磁数值波动规律.研究结果表明:小区域内单点地磁总场和三轴分量波动规律一致,波动变化表现明显.磁测数值稳定时域为00:00—08:00和16:00—24:00,不稳定时域为08:00—16:00.不同点位地磁数值时域波动数值较小,为20~60 n T,且在12:00达到了极值.同一时段测量不同点位在磁总场扰动值相对稳定,在井下地磁匹配定位时可用航迹数据相邻点做差运算来消除大部分时域变化磁数值扰动影响.     

地磁活动指数与太阳活动的小波分析

根据1957—2012年的地磁指数Ap、Dst、AE和太阳活动参数(太阳黑子相对数R与太阳射电流量F10.7)数据,利用小波分析方法研究了地磁活动与太阳活动的关系.结果表明,Ap、Dst、AE指数和太阳活动参数均存在准11 a和准22 a的周期特征.Ap和AE峰值滞后于太阳参数峰值1~2 a;而Dst指数与太阳参数存在近似负相关的关系,但从第21太阳周起逐渐延迟于太阳参数,表明地磁活动受太阳活动影响的滞后性.此外,地磁指数峰值从第20太阳周开始有逐渐下降的趋势,反映了地磁活动对太阳活动的响应减弱.     

影响GPS测量的电离层延迟模型研究

GPS作为一种无线电导航系统,受到很多误差源的影响,如:卫星轨道误差、卫星钟差、电离层延迟误差、对流层延迟误差、多路径误差、接收机钟差和测量噪声等误差。其中,自从SA(Selected Availability)于2000年5月1日取消以后,电离层误差是最大的一项误差。为了消除电离层延迟的影响,GPS导航定位中采用了双频改正法、利用电离层延迟的空间相关性差分以及各种电离层模型来削弱其影响。本文探讨了常用的修正GPS电离层延迟的模型和经验改正公式:Bent模型,IRI模型,Klubuchar模型,双频改正法等,并详细论述了如何利用双频观测值建立电离层模型。     

地磁太阴日变化L的O1分量的变化特征

 用Winch提出的地磁太阴日变化分析方法确定佘山地磁台的地磁太阴日变化的O₁分量L(O₁).首先把佘山台 196 0～1988年D,H和Z各分量的时均值资料做为整体分析年平均变化,然后按季节和太阳活动性细分后进行计算分析.讨论了L(O₁)的基本特征和季节变化、电离层和海洋发电机效应对L(O₁)的影响以及太阳活动对L(O₁)的贡献,并与国外一些地磁台的结果进行了对比分析.     

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。     

狮子座流星雨爆发对偶发E层的影响

狮子座流星雨是比较强的周期性流星雨,出现在每年的11月14-21日.爆发的峰值一般出现在11日左右.电离层偶发E层的成因很复杂,普遍认为流星雨是影响其的因素之一.本文利用武汉电离层观测台DGS256数字测高仪1999-2003年连续5年的观测数据,分析了狮子座流星雨爆发期间,偶发E层出现率的变化情况.得到,在狮子座流星雨爆发当天和之后的1-2天,偶发E层的出现率明显增强.且在流星雨爆发后的1-2天偶发E层出现率的峰值较当天的值大.     

利用IGS数据分析2010-2012年电离层电子含量变化

利用IGS提供的2010-2012年3a的电离层服务产品IONEX数据,分析了点(120°E,30°N)的不同时间尺度的TEC变化情况,发现该地区TEC变化存在几个规律:1)3a的TEC变化具有明显的周年和半年变化特性,年变化存在双峰值,分别发生在春季和秋季;2)平均日变化曲线一致,最高值、最低值分别出现在地方时的14:00和04:00,白天TEC明显高于晚上;3)每年冬季TEC日间值低于其他季节.     

世界自然遗产空间分布特征

运用频数分析和对比分析方法,从半球、纬向、洲际和国家尺度研究了世界自然遗产的分布特征,为世界自然遗产的申报与评定、遗产地的保护与管理、遗产旅游的规划发展等提供参考。结果表明,北半球世界自然遗产数量是南半球的2.3倍,东半球是西半球的2.68倍,但南、北半球和东、西半球的空间分布密度分别相当;纬向分布上看,世界自然遗产显著集中在中、低纬度地区,占总量的92%;世界自然遗产数量与大洲面积成正相关,相关系数达到了0.97,空间分布密度和遗产人口密度欧洲和大洋洲最大,分别是4.80项·(106km2)-1、4.67项·(107人)-1;发达国家世界自然遗产分布集中指数达到了1.38,显著优于发展中国家。总体来看,世界自然遗产的区域分布特征与自然环境和人类活动等有着密切关系。
     

卫星导航定位系统(一)

简要介绍了中国的北斗卫星导航定位系统、俄罗斯的卫星定位系统、美国的全球卫星导航定位系统(GPS)及欧洲的“伽利略”系统的基本性能。     

第23周太阳活动不对性分析

运用了二个太阳活动指数,即太阳黑子群数和黑子面积来分析第23周太阳活动的不对称性,文中引进了一个新概念“累计的不对称性”来描述太阳活动的不对称性分布,进一步通过计算两个半球上太阳活动指数的实际概率说明了太阳活动的不对称性。结果显示：（1）在第23周开始的前6年左右,太阳活动存在微弱的不对称性;（2）不同太阳活动现象或指数的不对称性,并不发生在同一活动周的同一时期。     

基于差分GILS进近系统的导航精度分析

通过研究飞机在低可见视程条件下的进近问题,力图充分利用全球卫星导航系统的能力,使机场在不需要更新陆基无线电导航系统的情况下从I类盲降标准提升到II类及以上的相同或可比拟的运行标准。通过对某航空公司飞行数据的分析,为提高飞机进场水平导航精度和完好性,提出了组合应用差分全球卫星导航系统GNSS(global navigation satellite system)和仪表着陆系统ILS(instrument landing system)下滑道的进近体制模型,即为GILS(GNSS and ILS-glideslope)进近系统。利用Kalman滤波的方法,将仪表着陆系统数据和差分全球卫星导航系统的定位数据融合,通过数学建模,仿真模拟飞机进近航迹。仿真和实际验证试飞数据表明,该方案可有效提高飞机的水平导航精度和完好性水平,有潜力将CAT I标准提升为类CAT II水平。     

全球卫星导航系统（GNSS）在民航中的应用

介绍了全球卫星导航系统（GNSS）在民航中的应用,包括GNSS系统的组成、增强系统完好性的方法及GNSS在我国的应用现状,提出了GNSS在我国发展的建议。     

航天测量船组合导航系统在某型号测控任务中的应用

分析了INS、ESGM、GNSS导航系统和测量船某型号测控任务的特点.分析了INS/ESGM/GNSS组合导航系统的优势.通过工程实际应用对测量船航向误差进行分析修正和补偿,测量船航向取得了很高的精度.该技术在航天测量船执行某型号测控任务中通过光电经纬仪航向校验,能长期有效地保证航向精度和系统的稳定性.对测量船成功完成某型号测控任务具有重大意义.     

一种BDS/GPS双系统融合导航的快速选星方法

针对全球导航卫星系统运算量急剧增加的问题,提出一种BDS/GPS双系统快速选星算法.该算法以最佳星座配置法和底座中心法为基础,针对多系统的特点制定选星策略,并对算法进行实验验证.实验结果表明,该算法在保证定位精度基础上有效减少了定位解算的运算量.     

基于短波段电离层探测数据分析地下核爆引起的电离层扰动

同GNSS（全球导航卫星系统,Global Navigation Satellite System）获取电离层TEC（总电子含量,Total Electron Content）数据相比,传统的电离层垂测、斜测等短波段数据具有特征参数丰富、高度分辨率高、历史数据多等优点。为利用电离层垂测和斜测数据,研究地下核爆引起的电离层扰动。本文利用2016年1月6日朝鲜地下核试验当天的斜测、垂测数据分析电离层扰动现象。结果表明,本次地下核爆造成的行波电离层扰动为小尺度电离层扰动,传播速度在150.3-158.7(m·s-1)之间。同时核爆发生后半小时在距离爆点421.4 km处,观测到foF2较月中值增加了0.7 MHz,较1月5日、1月7日在2:00 UTC（协调世界时,Coordinated Universal Time)的foF2（F2层临界频率,critical frequency of the F2 layer）增加了0.5 MHz,极有可能是地下核爆通过岩石圈-大气圈-电离层圈耦合机制造成电离层电子浓度增加。本文分析结果与其他文献资料非常吻合。由此可见,基于短波段电离层探测方式感知电离层扰动从而实现地下核爆炸事件的监测,是一种有效的核爆电离层效应监测手段,可与其他直接监测手段相印证,提高核爆事件监测能力。     

多模卫星导航信号误差分析

多模卫星导航接收机信号模拟器关键技术涉及对导航信号误差的模拟.基于对目前全球导航卫星系统(GNSS)技术发展状况的了解和对系统的脆弱性分析,从影响接收机定位精度的数据源信号及信号传输过程中的误差特性入手,逐一对误差的性质、大小及对测量产生的影响进行了详细研究,给出静态误差模型的具体计算过程.最后介绍了高动态环境下误差模型的一般研究方法.     

卫星导航系统时间频率性能测度方法研究

对导航系统中的时间频率性能进行评估较为复杂.目前已知的时间频率测试主要是针对单机和分离部件,就时间频率体系整体来研究测试评估方法还较少.通过对导航系统中的时间频率体系的分析,提出从时间频率链性能带限和时间频率的可微度两个方面进行整体性能的分析和测评.时间频率性能带限主要用于分析评估时间频率技术指标分解的合理性、各关联内容技术指标的协调性和一致性.时间频率可微度主要用于分析评估时间频率信号和数据的平稳性.通过可微度分析计算,来评估数据更新、参数建模、模型预报,以及冗余切换、信号控制和保持驾驭的策略和技术的有效性.本文提出并使用这两个概念,研究了对卫星导航系统中的时间频率的一种测试评估方法.