利用低轨道卫星地磁观测反演电离层电流概述

作     者：熊超 王丰珏 黄宇阳 钱博浩 王思敏 让心怡 宋斯珊 周云良 尹凡 Xiong Chao;Wang Fengjue;Huang Yuyang;Qian bohao;Wang Simin;Rang Xinyi;Song Sishan;Zhou Yunliang;Yin Fan

作者机构：武汉大学电子信息学院空间物理系武汉430072 湖北珞珈实验室武汉430079 

出 版 物：《地球与行星物理论评（中英文）》 (Reviews of Geophysics and Planetary Physics)

年 卷 期：2025年第56卷第1期

页      面：45-66页

学科分类：070802[理学-空间物理学] 07[理学] 0708[理学-地球物理学] 

基　　金：国家自然科学基金面上资助项目(42174191,42174186) 湖北珞珈实验室专项基金资助(220100011) 熊超受中欧龙计划项目资助(59236) 

主　　题：低轨道卫星 星载磁力计 电离层电流反演 太阳静日电流 赤道电集流 场向电流 

摘      要：随着现代卫星技术的发展,携带高精度磁力计的低轨道卫星成为地磁场观测的重要手段,可以提供全球持续的磁场观测,而不受地面和低空天气条件的影响.空间电流,特别是电离层电流,是引起地表和低轨道卫星高度处磁场扰动的主要来源.本文简要介绍了低轨磁测卫星的发展历史和在轨定标流程与方法,回顾了电离层电流的起源、研究历史及产生机制,并详细介绍了利用卫星磁测数据反演电离层不同电流的方法.基于地基和卫星磁测对同一电流的分析结果并不总是一致的,有时会出现明显的差异.造成这些差异的原因可能与采用不同的数据源(比如地基与卫星、卫星与卫星之间)及反演算法中的假设有关.基于有限的观测,在反演中通常要对电流的几何形状和所在位置进行一定的假设,而这些假设可能并不完全满足实际电流的分布.因此,将地基台站和卫星磁测结合起来,通过对比和交叉验证,是检验和改进电离层电流反演算法中假设的合理性的一种有效手段.利用融合后的磁场观测数据,建立更准确的电离层电流反演算法,全面分析电流的形态学和气候学特征,建立以地球磁场信号为媒介的空间天气监测理论与方法,将有助于提升人们对电离层发电机理论、磁层状态以及电离层与磁层之间能量耦合途径等科学问题的理解.