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基于GPs信号的电离层s_4指数计算方法研究

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空间科学学报 2007年第1期27卷 23-28页

作者：陈凤华袁洪中国科学院光电研究院

电波穿越电离层时,由于受到电离层不均匀结构的影响,电波的幅度、相位、时延等有时会发生快速抖动,这就是所谓的电磁波电离层闪烁现象．电离层闪烁会影响卫星通信系统的质量和导航系统的精度．本文分析了GPs信号研究电离层闪烁的基本原... 详细信息

电波穿越电离层时,由于受到电离层不均匀结构的影响,电波的幅度、相位、时延等有时会发生快速抖动,这就是所谓的电磁波电离层闪烁现象．电离层闪烁会影响卫星通信系统的质量和导航系统的精度．本文分析了GPs信号研究电离层闪烁的基本原理,讨论了电离层闪烁监测中s_4指数的计算方法及其修正方法．通过数据模拟,评估了原始s_4指数计算方法及其修正方法的性能特点．针对原始s_4指数计算方法及修正方法的不足,提出了一种新的修正方法,并采用实测GPs数据对上述方法进行了检验．结果表明,上述方法是有效的和可靠的．

关键词： GPs 电离层闪烁 s4指数

2017年9月磁风暴期间全球电离层闪烁指数s4的垂直表征

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2017年9月磁风暴期间全球电离层闪烁指数S4的垂直表征

第十三届中国卫星导航年会

作者：尹羽菲杨溶宋欣战兴群上海交通大学

电离层闪烁是由电离层不规则体引起的穿过不规则电离层的无线电信号的幅度和相位的剧烈变化现象,在磁暴发生期间,闪烁现象更为明显。由于其会对卫星通信和导航系统的性能产生影响,所以研究电离层闪烁具有十分重要的意义。本文利用2017... 详细信息

电离层闪烁是由电离层不规则体引起的穿过不规则电离层的无线电信号的幅度和相位的剧烈变化现象,在磁暴发生期间,闪烁现象更为明显。由于其会对卫星通信和导航系统的性能产生影响,所以研究电离层闪烁具有十分重要的意义。本文利用2017年多种低轨卫星的观测数据,研究了2017年9月地磁风暴期间全球电离层闪烁指数s4的变化以探究电离层闪烁的规律,通过对比两种计算s4的方法—滑动平均值法和CDAAC官网提供的计算方法,选择更加稳定的一种并在分析时应用,结果表明CDAAC官网提供的方法更加准确;同时,选择四类低轨卫星（GRACE, TsX, COsMIC, Metop-A）,并根据不同的卫星轨道高度,探究340km以上、520km以上以及800km以上s4的变化,并采用实测数据（CDAAC（Cosmic Data Analysis and Archive Center）官网提供的s4的数值）进行对比。结果表明,2017年磁暴期间,亚欧板块,太平洋板块以及南极洲板块是电离层闪烁高发的区域,且在南极洲区域,闪烁现象出现西向漂移趋势。

关键词：电离层闪烁 s4指数磁暴

来源： cnki会议评论

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极区电离层VHF电波闪烁的统计

武汉大学学报（理学版） 2019年第5期65卷 510-518页

作者：姜珂徐良武汉大学电子信息学院

利用位于挪威斯瓦尔巴岛黄河站的三频信标接收系统的VHF波段信号强度数据,对2011年10月至2015年10月期间极区电离层VHF电波闪烁的强度、功率谱、闪烁发生次数的季节和地方时特性以及信号强度的概率密度进行了统计分析。结果表明,谱指数n... 详细信息

利用位于挪威斯瓦尔巴岛黄河站的三频信标接收系统的VHF波段信号强度数据,对2011年10月至2015年10月期间极区电离层VHF电波闪烁的强度、功率谱、闪烁发生次数的季节和地方时特性以及信号强度的概率密度进行了统计分析。结果表明,谱指数n与s4指数之间存在明显正相关,且随着n的增加,s4指数趋向饱和。强地磁活动对s4>1. 5的强闪烁有明显抑制作用,对s4>0. 4的闪烁也表现出一定程度的抑制作用。闪烁发生率春季最高,秋季最低,但季节依赖性不明显;闪烁的地方时依赖性主要表现为夜间发生率较低,午后发生率最高。闪烁信号强度的概率密度在s4s4>0. 6时更接近Rayleigh分布。

关键词：极区电离层闪烁 s4指数闪烁出现率地磁活动概率密度

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GIsM模型在中国低纬地区的适用性分析

空间科学学报 2014年第2期34卷 154-159页

作者：盛冬生赵振维孙树计王飞飞中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术重点实验室青岛266107

为检验全球电离层闪烁模型(GIsM)在中国低纬地区预测的准确性,根据2011年7月至2012年6月期间中国低纬地区三个观测站记录的GPs L1频点的电离层闪烁数据,对GIsM模型的预测结果进行了分析.研究表明,在太阳活动高年,该模型能够反映出中国... 详细信息

为检验全球电离层闪烁模型(GIsM)在中国低纬地区预测的准确性,根据2011年7月至2012年6月期间中国低纬地区三个观测站记录的GPs L1频点的电离层闪烁数据,对GIsM模型的预测结果进行了分析.研究表明,在太阳活动高年,该模型能够反映出中国低纬地区闪烁的主要特征.模型预测的闪烁开始时间与观测结果较为一致,而结束时间滞后观测值约1h;模型预测的低纬地区闪烁强度峰值与观测结果基本一致,而在相同累积概率条件下,模型预测的闪烁强度则高于观测值;模型显示闪烁发生概率和闪烁强度随纬度的增加而减小,这一结果与观测结果一致.

关键词：电离层闪烁 GIsM模型 s4指数累积概率

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中国南京地区L波段电离层闪烁初步统计分析

空间科学学报 2011年第6期31卷 765-770页

作者：杨升高方涵先翁利斌徐振中解放军理工大学气象学院南京211101

利用南京地区2008年11月至2009年l0月电离层闪烁监测数据,统计分析了该地区一年间L波段电离层幅度闪烁发生率的逐日变化、逐月变化、地方时变化和空间分布等特征.统计结果表明,在此期间,南京地区L波段电离层幅度闪烁活动比较平静,主要以... 详细信息

利用南京地区2008年11月至2009年l0月电离层闪烁监测数据,统计分析了该地区一年间L波段电离层幅度闪烁发生率的逐日变化、逐月变化、地方时变化和空间分布等特征.统计结果表明,在此期间,南京地区L波段电离层幅度闪烁活动比较平静,主要以0.1s_4s_4>0.2的闪烁很少发生.不同强度幅度闪烁表现出一致的时间变化和空间分布特征,2008年11月为最小,2009年6月、8至10月闪烁发生率都有明显的增强,在10月达到最大,在8月和10月的s_4>0.2的闪烁主要出现于正午到日落前这段时间;对于闪烁的空间分布,单站一年数据统计显示,测站北向闪烁的发生频率高于南向,但该统计结果需要更多的数据样本进行进一步的验证.

关键词：南京地区电离层闪烁 s4指数统计分析

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ROTI计算策略的初步分析比较

天文学报 2017年第6期58卷 88-100页

作者：邵冷冷宋淑丽中国科学院上海天文台上海200030 中国科学院大学北京100049

由电离层闪烁和TEC(Total Electron Content)监测仪获取的振幅闪烁指数s4和相位闪烁指数σ?是电离层闪烁研究中最常用的参数,由双频GNss(Global Navigation satellite system)接收机获取的电离层TEC变化率指数ROTI(Rate of TEC Index)... 详细信息

由电离层闪烁和TEC(Total Electron Content)监测仪获取的振幅闪烁指数s4和相位闪烁指数σ?是电离层闪烁研究中最常用的参数,由双频GNss(Global Navigation satellite system)接收机获取的电离层TEC变化率指数ROTI(Rate of TEC Index)与s4指数的相关性已得到很多相关研究的验证,ROTI也是电离层闪烁研究的一个有效参数,这样就使利用全球分布的大量GNss观测数据开展电离层闪烁研究成为可能.但是在不同的研究中计算ROTI所使用数据的采样率和计算间隔有所差异,对于计算策略的选择尚无定论.利用海南三亚1 s、15 s和30 s采样率的GNss双频观测数据与电离层闪烁和TEC监测仪获取的s4指数,分析了在电离层闪烁发生时,不同计算策略获取的各类ROTI与s4指数的相关性,分析比对了几类ROTI对电离层闪烁的敏感性.分析结果表明:各类ROTI与s4指数都具有较强的相关性,在大多数情况下,不同种类ROTI都可以在闪烁发生期间响应s4指数的变化;不同采样率的ROTI在响应s4指数变化时,判断是否发生电离层闪烁事件的阈值有所差异;由于ROTI和s4指数监测电离层闪烁的机理不同,也会出现几个参数不能同时反映电离层受扰动的情况,在进行电离层闪烁监测、预报和预警时,建议同时采用多个参数综合分析;在同等的电离层条件下,15 s和30 s采样率的ROTI在数值上比较接近,但是两者明显小于1 s采样率的ROTI.使用GNss接收机进行电离层闪烁观测时,建议采用高于1 s采样率的GNss观测数据.

关键词：行星和卫星大气 s4指数 ROTI 电离层闪烁方法数据分析

中国广州地区电离层闪烁观测结果的初步统计分析

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空间科学学报 2010年第2期30卷 141-147页

作者：王斯宇王劲松余涛单海滨张效信中国气象科学研究院北京100081 国家空间天气监测预警中心广州气象卫星地面站

利用在广州站(23°8′N,113°17′E)建立的GPs电离层闪烁监测系统,开展了对电离层闪烁的连续观测.利用这些观测数据,对广州地区2007年4月至9月及2008年1月至9月电离层闪烁变化特性进行了初步统计分析研究.分析结果表明,广州地区闪烁主... 详细信息

利用在广州站(23°8′N,113°17′E)建立的GPs电离层闪烁监测系统,开展了对电离层闪烁的连续观测.利用这些观测数据,对广州地区2007年4月至9月及2008年1月至9月电离层闪烁变化特性进行了初步统计分析研究.分析结果表明,广州地区闪烁主要发生在太阳活动较低的磁静日期间.季节变化表现为弱闪烁(0.2s_4≤0.4)的发生率在夏季有明显增加,2008年夏季弱闪烁高发的月份比2007年夏季提前一个月,夏季闪烁在全天发生率相差不大,无明显的地方时变化特征;闪烁的地方时变化特征表现为在非夏季时期不仅在夜晚有很高的发生率,在白天也会出现一个闪烁发生率峰值,但后者还需进一步证认和分析.

关键词：电离层闪烁闪烁监测系统 s4指数

广州地区电离层闪烁监测资料分析及利用多卫星信号进行闪烁监测的算法研究

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广州地区电离层闪烁监测资料分析及利用多卫星信号进行闪烁监测的...

作者：王斯宇中国气象科学研究院

学位级别：硕士

电波穿越电离层时因受到电离层不规则结构的影响,其幅度、相位、时延等会发生快速起伏,这就是电离层闪烁现象。电离层闪烁随经纬度、季节和地方时变化。本论文的工作分两个部分,一部分是利用在广州站(23°8'N, 113°17'E)建立的电离层... 详细信息

电波穿越电离层时因受到电离层不规则结构的影响,其幅度、相位、时延等会发生快速起伏,这就是电离层闪烁现象。电离层闪烁随经纬度、季节和地方时变化。本论文的工作分两个部分,一部分是利用在广州站(23°8'N, 113°17'E)建立的电离层闪烁监测系统所获得的连续观测数据,研究广州地区电离层闪烁特征;另一部分是利用多卫星信号对闪烁进行监测的算法研究。本论文首先综述了电离层和电离层闪烁的相关背景知识,并对国内外电离层闪烁的研究进展、预报现状以及目前存在的问题进行了概述。在此基础上,介绍了广州站使用的GPs电离层闪烁监测系统以及闪烁数据的获取和处理。利用这些数据对广州地区2007年3-9月,2008年1-9月电离层闪烁变化特性进行了个例分析和初步的统计研究。研究结果表明:广州地区弱以上闪烁(s4>0.2)在夏季有明显增强,2008年的夏季增强现象比2007年夏季提前一个月,且夏季增强的闪烁多为0.2

关键词：广州地区电离层闪烁闪烁监测系统 s4指数多源卫星信号

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极区电离层VHF电波闪烁的统计研究

极区电离层VHF电波闪烁的统计研究

作者：姜珂武汉大学

学位级别：硕士

无线电波穿过电离层不规则结构可能出现的信号强度和相位的快速随机起伏,即电离层闪烁现象。电离层闪烁会导致接收信号的误码和畸变,从而降低通信和导航系统的性能,严重时甚至可能引起失锁和相关通信系统的失效,因此,开展电离层闪烁的... 详细信息

无线电波穿过电离层不规则结构可能出现的信号强度和相位的快速随机起伏,即电离层闪烁现象。电离层闪烁会导致接收信号的误码和畸变,从而降低通信和导航系统的性能,严重时甚至可能引起失锁和相关通信系统的失效,因此,开展电离层闪烁的统计研究对闪烁活动建模与预报有重要科学意义。本文利用位于挪威斯瓦尔巴岛的黄河站三频信标接收系统的VHF波段信号强度数据,对2011年10月至2015年10月期间极区电离层VHF电波闪烁出现率随地磁活动、季节和地方时的分布特征以及信号强度的功率谱与概率密度进行了统计分析。结果表明:(1)s4指数的大小集中在[0.2,1.5],s4>0.4的比例达到89%,闪烁谱指数的大小集中在1.4至2之间,谱指数n与s4指数之间存在明显正相关,且随着谱指数n的增加,s4指数趋向饱和。(2)闪烁功率谱图主要有三种类型:a)在低频端,闪烁功率谱曲线较为平坦,在高频端,以负律幂快速下降;b)和第一种曲线很相似,不同的是低频端开始时会呈上升趋势;c)闪烁指数非常大的时候有时会出现第三种曲线,这时在高频段,闪烁功率谱会发生“折断”,即功率谱密度在以负幂律下降过程中幂律突然发生改变。(3)利用功率谱图进行不规则结构的反演,可以大致得到闪烁发生时上空不规则结构的尺度和漂移速度,并且反映了不规则结构的演化和运动与闪烁功率谱之间会相互影响。(4)地磁活动对s4>1.5的强闪烁有明显抑制作用,对s4>0.4的闪烁也表现出一定程度的抑制作用。(5)闪烁对季节依赖性不明显,总体而言,春季闪烁发生率最高,秋季最低;闪烁对地方时依赖性主要表现为,夜间发生率较低,午后发生率最高。(6)对所有闪烁事件进行分析,采用方差统计的数学方法直观探讨Nakagami-m分布和Rayleigh分布对于不同强度的闪烁信号概率密度的拟合效果,结果表明闪烁信号强度的概率密度在s4s4>0.6时更接近Rayleigh分布。

关键词：极区电离层闪烁 s4指数谱指数闪烁出现率地磁活动概率密度