河北区域电离层精细建模及磁暴响应特征研究

作     者：吴文坛 郧晓光 李得根 万寿兴 梁丽芳 赵奕源 WU Wentan;YUN Xiaoguang;LI Deigen;WAN Shouxing;LIANG Lifang;ZHAO Yiyuan

作者机构：河北省自然资源档案馆河北石家庄050031 甘肃省白银市兴堡川电灌工程管理局甘肃白银730900 中国测绘科学研究院北京100036 北京房山人卫激光国家野外科学观测研究站北京100830 

出 版 物：《无线电工程》 (Radio Engineering)

年 卷 期：2024年第54卷第2期

页      面：428-435页

学科分类：08[工学] 081601[工学-大地测量学与测量工程] 0816[工学-测绘科学与技术] 

基　　金：国家重点研发计划资助(2021YFB3900803) 国家自然科学基金(42174033) 基本科研业务费项目(AR2102) 河北省自然资源厅科技项目(13000023P00EEC410189U) 

主　　题：电离层异常 地磁爆 电离层建模 区域连续运行参考站网 

摘      要：经常发生的地磁暴可引起电离层异常,并导致穿过电离层的GNSS导航信号产生异常延迟甚至难以被观测处理。因此,有必要对地球磁暴引起的电离层异常响应特征开展系统深入研究。在已有的全球电离层异常研究基础上,充分发挥了省级连续运行参考站(Continuous Operation Reference Station,CORS)网测站密度大、数据细节丰富的优势,建立了区域电离层模型,精细化提取了电离层异常值。初步分析了磁暴期间电离层异常响应的时序关系、量级大小、空间分布和变化规律等:(1)磁暴与区域电离层异常之间的时间响应特征显示,地球磁暴可引起电离层异常,电离层异常在响应时间方面具有拖尾效应,磁暴结束24 h后电离层才恢复至磁暴前正常水平。(2)磁暴引起电离层垂直电子总含量(Vertical Total Electron Content,VTEC)异常变化的量级特征显示,小磁暴引起电离层天顶方向电子总量增大约9.5 TECU,对应视线方向电子总量增大约36 TECU。(3)磁暴引起电离层异常的空间分布特征显示,高纬度地区的电离层异常响应大于低纬度地区。(4)电离层异常响应的空间变化特征显示,磁暴期间电离层异常响应首先呈现出从南向北增大延伸态势;当电离层VTEC及其异常值达到峰值后,电离层异常响应呈现从北向南减弱回归态势。