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电离层高频传播点对点射线追踪仿真器

电波科学学报 2014年第3期29卷 528-533,538页

作者：曾中超余涛毛田王劲松王云冈王海东国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心) 北京100081 航天飞行动力学技术重点实验室北京100094 克州阿图什气象局新疆阿图什845350

为了发展高效的高频(High Frequency,HF)电波点对点传播仿真工具,研究了一个HF电波经电离层反射传播的点对点射线追踪仿真器(Point-to-point Ionospheric Ray Tracing Simulator,PIRTS).该仿真器通过求解Haselgrove方程进行射线追踪,电... 详细信息

为了发展高效的高频(High Frequency,HF)电波点对点传播仿真工具,研究了一个HF电波经电离层反射传播的点对点射线追踪仿真器(Point-to-point Ionospheric Ray Tracing Simulator,PIRTS).该仿真器通过求解Haselgrove方程进行射线追踪,电离层传播环境使用三维网格,网格由国际参考电离层2007版(International Reference Ionosphere,IRI2007)生成或由电离图导出的真高剖面提供,地磁场使用国际参考地磁场第11版(International Geomagnetic Reference Field,IGRF11)建模.PIRTS能高效搜索连接发射点和接收点的所有射线,包括低角射线、高角射线以及不同层反射的射线.为了验证PIRTS的精度和实用性,比较了实测的与PIRTS仿真合成的垂测电离图,还比较了西安-莆田HF链路上观测的与PIRTS仿真的最大可用频率.对比结果表明:PIRTS具有较高的精度和较快的效率,能达到实用的水平,尤其适合于斜向电离图的仿真、HF通信选频等点对点传播问题.

关键词：射线追踪点对点传播 PRITS 斜测电离图

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太阳活动中低年厦门电离层扩展F发生率研究

地球物理学进展 2019年第3期34卷 944-948页

作者：王云冈毛田吕景天梅朵中国气象局空间天气重点开放实验室国家空间天气监测预警中心北京100081 国家卫星气象中心北京100081 都兰气象局青海都兰816199

本文利用2008年至2013年厦门电离层垂测仪的观测数据,分析了太阳活动中低年厦门电离层扩展F发生率的日变化、季节变化特征和太阳活动对厦门电离层扩展F发生率的影响,结果显示:(1)厦门电离层扩展F主要出现在地方时18时至次日8时的时间段... 详细信息

本文利用2008年至2013年厦门电离层垂测仪的观测数据,分析了太阳活动中低年厦门电离层扩展F发生率的日变化、季节变化特征和太阳活动对厦门电离层扩展F发生率的影响,结果显示:(1)厦门电离层扩展F主要出现在地方时18时至次日8时的时间段内,扩展F发生率最大值出现在午夜后;(2)厦门电离层扩展F主要出现在5—8月的夏季月份,扩展F发生率最大值一般出现在6月份(2009年出现在5月份);(3)厦门电离层扩展F发生率的日变化、季节变化中存在明显的逐年变化;(4)厦门电离层扩展F年出现次数与太阳10.7 cm射电流量年平均值在2008年到2011年正向相关,而在2012年、2013年却负向相关;在每一年中(除了2012年外),厦门电离层扩展F月发生率与太阳10.7 cm射电流量月平均值负向相关.太阳活动和厦门电离层扩展F发生率之间的复杂关系表明,太阳活动可能通过赤道电离层扩展F和中纬电离层扩展F两种机制影响了厦门电离层扩展F发生.

关键词：电离层垂测仪扩展F 电离层不规则体

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中国区域电离层扩展F发生率特征研究

地球物理学进展 2020年第1期35卷 50-54页

作者：王云冈毛田吕景天梅朵中国气象局空间天气重点开放实验室国家空间天气监测预警中心北京100081 国家卫星气象中心北京100081 都兰气象局都兰816199

本文利用2011年富克、厦门、南宁、克州、格尔木、西安、北京和漠河等电离层垂测站的电离层扩展F数据,统计了中国区域电离层扩展F发生率的日变化、季节变化和区域变化特征.除了漠河外,中国区域电离层扩展F发生率的日变化、季节变化特征... 详细信息

本文利用2011年富克、厦门、南宁、克州、格尔木、西安、北京和漠河等电离层垂测站的电离层扩展F数据,统计了中国区域电离层扩展F发生率的日变化、季节变化和区域变化特征.除了漠河外,中国区域电离层扩展F发生率的日变化、季节变化特征比较一致,扩展F出现在夜间(18~08 LT),且午夜后多于午夜前,以6月为中心的夏季月份扩展F发生率高.电离层扩展F发生率的最大值随着纬度的增加而减少,发生率最大值出现的时间也随着纬度增加而延迟,具有明显的“纬度效应”.漠河电离层扩展F与中国区域中其他地方相比较,在发生时间段、发生率数值和季节变化特征方面都具有明显的不同特征,这些情况表明漠河电离层扩展F的产生机制和影响因素可能是不同的.

关键词：电离层垂测仪扩展F 电离层不规则体

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短波信道与其链路穿过的电离层相关性分析

地球物理学进展 2015年第1期30卷 8-14页

作者：王云冈余涛曾中超王劲松杨平毛田赵必强苏卫东贾毅萍国家卫星气象中心北京100081 中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理重点实验室北京100029 武汉船舶通信研究所武汉430200 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 厦门气象局厦门361000 西安气象局西安710021

电离层的状态及其变化在短波通信、天波超视距雷达和短波广播等依赖天波技术的系统应用中有重要意义.以前很少看到关于短波信道与其链路穿过电离层的状态及其变化的同步观测及其相关性定量描述.本文利用2011年7月21-27日厦门—武汉链路... 详细信息

电离层的状态及其变化在短波通信、天波超视距雷达和短波广播等依赖天波技术的系统应用中有重要意义.以前很少看到关于短波信道与其链路穿过电离层的状态及其变化的同步观测及其相关性定量描述.本文利用2011年7月21-27日厦门—武汉链路短波信道观测数据和2011年12月10-16日西安武汉—莆田链路短波信道观测数据,以及厦门、武汉、西安电离层垂直观测数据,对西安—武汉—莆田链路短波信道、厦门—武汉链路短波信道及其链路穿过的电离层特征参量相关性进行了分析研究,结果如下:(1)西安—莆田链路短波信道的最大可用频率(MUF)与该链路的中点(武汉)电离层F层临界频率(foF2)的相关系数最大,为0.974;(2)西安—莆田链路MUF与链路端点(西安)电离层foF2的相关系数稍小些,西安武汉链路MUF与链路两端(武汉、西安)电离层foF2的相关系数也稍小些,但都接近于0.930;(3)西安—莆田链路MUF与厦门(距离莆田约为140 km)电离层foF2也比较小,为0.912;(4)西安一武汉链路MUF与厦门(距离武汉约770 km)电离层foF2的相关系数更小一些,为0.877;(5)根据厦门电离层垂测仪的观测,去除掉与电离层Es相关的数据后,厦门一武汉短波信道MUF与厦门电离层foF2的相关系数为0.557;不去除时,其相关系数几乎为零.这些结果对于提高短波信道预测能力和短波信道信息在依赖天波技术系统中应用水平有重要帮助.

关键词：短波信道观测电离层垂直观测 foF2 MUF

一种数字电离层测高仪系统中O波与X波的分离方法

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空间科学学报 2014年第2期34卷 186-193页

作者：王顺陈紫微张锋宫兆前方广有王云冈中国科学院电子学研究所电磁辐射与探测技术重点实验室北京100190 国家卫星气象中心北京100081

电离层测高仪系统中,O波与X波的分离非常重要.本文提出一种新的O波与X波分离的实现方法,根据电离层回波的极化特性,通过在接收电路上采用数字方法合成圆极化波的方式,实现了对O波与X波的有效分离.与现有DPS-4测高仪系统采用模拟域电信... 详细信息

电离层测高仪系统中,O波与X波的分离非常重要.本文提出一种新的O波与X波分离的实现方法,根据电离层回波的极化特性,通过在接收电路上采用数字方法合成圆极化波的方式,实现了对O波与X波的有效分离.与现有DPS-4测高仪系统采用模拟域电信号合成圆极化波的方法相比,本文方法通过在数字下变频处理过程中引入±90°相移,消除了在模拟域电信号合成方法中相移器的带宽限制和非线性问题.另外,该方法在实现发射和接收信号的极化状态转换时不需要连续切换多个模拟开关,从而提高了整个系统的稳定性.

关键词：电离层测高仪频高图 O波和X波圆极化天线

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基于点对点射线追踪的斜向电离图仿真

基于点对点射线追踪的斜向电离图仿真

中国空间科学学会空间物理学专业委员会第十五届全国日地空间物理学研讨会

作者：曾中超余涛王云冈国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心)

已有的斜向电离图的仿真方法,一般都是在忽略地球磁场和电离层水平梯度的情况下,对电离层剖面进行拟合(如QPS拟合),使得射线参量存在解析表达式。这种方法的缺点是精度太低,且无法考虑O波和X波的磁分裂现象。本文使用数值射线追踪技术,...

已有的斜向电离图的仿真方法,一般都是在忽略地球磁场和电离层水平梯度的情况下,对电离层剖面进行拟合(如QPS拟合),使得射线参量存在解析表达式。这种方法的缺点是精度太低,且无法考虑O波和X波的磁分裂现象。本文使用数值射线追踪技术,配合高效的点对点搜索算法,对斜向电离图的一跳描迹进行仿真。数值射线追踪是对常用的Haselgrove方程数值积分,输入射线起射方向得到射线传播路径。斜向电离图的仿真属于点对点传播问题,需要使用数值优化算法搜索射线的起射方向。本文使用Newton-Raphson方法搜索低角射线,使用Nelder-Meader单纯形法搜索高角射线。搜索到一条低角射线约需要追踪十几条射线,搜索到一条高角射线约需要追踪几十条射线。最后给出了一些斜向电离图的仿真实例和相应的射线传播路径(见图1和图2)。下一步的工作是将仿真结果与实测结果进行比较。

关键词：

来源： cnki会议评论

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克州电离层测高仪建设及初步结果

地球物理学进展 2012年第6期27卷 2316-2321页

作者：王云冈余涛王东峰张峰向帆王海东国家卫星气象中心北京100081 中科院电子学研究所北京100191 新疆克州气象局阿图什845350 新疆克州阿图什气象局阿图什845350

电离层测高仪是地面探测电离层的主要常规手段.2010年8月中国气象局在新疆的克孜勒苏柯尔克孜自治州(简称克州)(北纬39.72°,东经76.18°)完成了中国最西端电离层垂直探测站的建设.本文介绍了克州电离层测高仪的主要性能参数、一种新的C... 详细信息

电离层测高仪是地面探测电离层的主要常规手段.2010年8月中国气象局在新疆的克孜勒苏柯尔克孜自治州(简称克州)(北纬39.72°,东经76.18°)完成了中国最西端电离层垂直探测站的建设.本文介绍了克州电离层测高仪的主要性能参数、一种新的CADI测高仪天线方案设计及天线系统测试结果;初步比较了克州电离层测高仪站和同样安装了CADI测高仪的加拿大Baker站(北纬52.16°,西经106.53°)2010年10月1日的电离图,这两个站的电离图质量基本一致;2011年2月24日发生了一次太阳耀斑事件,克州电离层测高仪记录了这次耀斑期间电离层的变化和响应,证明了测高仪监测对于短波通信有重要应用价值;比较了2010年8月至10月克州电离层测高仪观测月中值、Rome电离层测高仪(北纬41.9°,东经12.5°)观测月中值和IRI2007的模式值并发现:1)2010年8～10月,克州foF2观测月中值和同纬度Rome的foF2观测月中值在分布形态上比较一致;2)克州foF2观测月中值和模式月中值在8月比较吻合,在10月存在一定差异;9月10:00～13:00、10月4:00～14:00IRI2007模式月中值高于观测月中值,且偏离较大(大于8%);3)克州foF2观测月中值在8月、9月的分布中存在Biteout现象.

关键词： CADI电离层测高仪三角天线电离图 foF2

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短波通信中的电离层保障试验

短波通信中的电离层保障试验

强化科技基础推进气象现代化——第29届中国气象学会年会

作者：余涛王云冈曾中超国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心)

短波在交通航运、应急救灾、国防安全等领域有非常重要的地位,但短波通信会受到电离层天气变化的严重影响。电离层具有非常显著的地区特性,尤其是我国区域电离层赤道异常区域,国外的电离层监测预报产品无法用于我国的通信和测控系统。...

短波在交通航运、应急救灾、国防安全等领域有非常重要的地位,但短波通信会受到电离层天气变化的严重影响。电离层具有非常显著的地区特性,尤其是我国区域电离层赤道异常区域,国外的电离层监测预报产品无法用于我国的通信和测控系统。由于缺乏电离层保障服务,我国短波通信和航天测控用户的质量和

关键词：

来源： cnki会议评论

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利用同化方法进行GPS数据三维电离层反演

利用同化方法进行GPS数据三维电离层反演