电离层夜间VTEC平场分析和球谐系数频谱分析研究
卫星导航定位系统中，电离层延迟作为一项重要的误差源，严重影响着导航定位的精度。在有效减少该误差源的影响方面，二维电离层的建模及预报起着关键的作用。对于常用的Klobuchar电离层模型和球谐函数模型，分析限制模型精度提高的因素就显得尤为重要。对于应用于GPS和北斗卫星导航定位系统的Klobuchar模型，夜间平场一直是一个有争议的特征参数，所以夜间平场的深入分析对改进Klobuchar模型的建模和预报有着举足轻重的作用。本文对组成球谐函数模型的球谐系数随时间的变化进行分析研究,为电离层总电子含量的预报提供更好的方法和可能。 本文利用IGS事后生成的1998—2010十余年全球电离层VTEC网格数据，评估了Klobuchar模型夜间电离层VTEC平场设定的合理性和可靠性；分析根据不同精度要求的夜间电离层VTEC平场的适用时段；对夜间电离层 VTEC平场随纬度、季节和太阳活动的变化开展了详细的定量分析和研究。表明：夜间电离层 VTEC平场的设定适用范围是20:00-06:00 LT，夜间VTEC的变化前半夜较大，后半夜较平稳。夜间 VTEC的平场值呈现明显的季节性变化；太阳活动峰年的春秋季，平场均值可达25-30 TECU，冬季约为20 TECU，夏季约为15 TECU；此时Klobuchar模型有着较大的偏差。夜间 VTEC的平场值随纬度的变化，在峰年期间非常明显，全年均值从低纬地区30 TECU降到高纬地区的15 TECU；在谷年变化甚小，低纬地区仅比高纬地区高1-2 TECU。南半球冬季夜间电离层VTEC平场值呈现区域性异常变化，南半球冬季的平场值在印度洋南部均呈现高值区，太平洋南部均呈现低值区。本文对全球电离层VTEC夜间平场的时空变化特性的详细研究和分析，不仅为Klobuchar模型的改进提供依据，更为地球物理关于全球电离层时空变化的研究提供了重要的参考。 利用CODE全球电离层VTEC模型1998-2010十余年球谐系数时间序列，采用快速傅里叶变换对选取的球谐系数a00和a10进行频谱分析，对球谐系数与太阳活动进行相关分析，结论：球谐系数存在显著的周年半周年周期；对于短期球谐系数序列，呈现24小时周期；球谐系数与太阳活动密切相关。根据球谐系数的频谱分析结果及与太阳活动关系研究，对电离层总电子含量进行了实时预报。
卫星导航定位系统;电离层;VTEC平场;球谐系数;频谱分析;太阳活动
山东科技大学
硕士
大地测量学与测量工程
郑作亚;宋淑丽;朱文耀
2012
中文
P352.4;P228.4
64
2013-05-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）