利用GNSS数据结合NeQuick模型优化磁暴期F2层临界频率参数估计

作     者：韩玲 王解先 陈艳玲 柳景斌 李浩军 HAN Ling;WANG Jiexian;CHEN Yanling;LIU Jingbin;LI Haojun

作者机构：同济大学测绘与地理信息学院上海200092 中国科学院上海天文台上海200030 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 

出 版 物：《测绘学报》 (Acta Geodaetica et Cartographica Sinica)

年 卷 期：2020年第49卷第1期

页      面：14-23页

核心收录：

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：国家自然科学基金(41674029 41174023)~~ 

主　　题：NeQuick模型 电离层 GNSS 电子总含量 F2层临界频率 磁暴 

摘      要：F2层临界频率foF2是高频通信的重要参数,目前获取F2层临界频率(foF2)最有效的手段是电离层测高仪,但磁暴期间电离层自身剧烈变化会造成测高仪foF2数据严重缺失。经验模型如NeQuick虽能给出foF2估计值,但磁暴期精度却不及磁静日水平。本文选取2015年12月19日至2015年12月22日磁暴期中国地壳运动监测网GNSS双频数据进行区域建模并估算出电子总含量(total electron content,TEC),利用实测区域TEC对NeQuick模型有效电离参数Az进行估计,得出NeQuick模型优化后TEC总含量和F2层临界频率foF2,并反演出磁暴期初相,主相及恢复相阶段变化过程。以中国地区台站实测数据作为参考对比,结果表明:GNSS数据优化后的NeQuick模型TEC精度大概提升了20%~40%,foF2的实时精度提升了10%~25%。GNSS优化后NeQuick模型能准确反演出电离层的由正相暴转为负相暴演化过程,而原始模型由于仅依赖于输入的太阳活动水平,只能反映出与磁静日水平相当的日变化趋势值。利用该方法可以有效提高磁暴期TEC和foF2的经验模型的计算精度,特别是弥补磁暴期foF2数据缺失的不足,可以作为磁暴期电离层垂直探测仪的有益补充或者有效参考。