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赤道异常区电离层GPS-TEC与系统硬件偏差反演

作　者: 高伟
导　师: 马冠一
学　校: 中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心）
专　业: 空间物理学
关键词: GPS 电离层 TEC 硬件偏差
分类号: P352
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 75次
引　用: 1次
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内容摘要

赤道异常区电离层一直是电离层研究的热点之一全球特点的重要组成部分。目前,进行电离层研究的一个重要手段是利用GPS数据研究电离层总电子含量(TEC)。本文介绍了利用GPS观测数据反演TEC的原理,由GPS数据反演TEC的最大误差源是GPS卫星硬件偏差和接收机硬件偏差。本文针对中国科学院空间科学与应用研究中心设置在福州、厦门、广州和南宁四个台站的GPS双频接收机组成的赤道异常区电离层GPS观测链,把四个台站及其周围的电离层划分为48个经纬度为3°×1°的网格,提出了一种基于最小二乘的赤道异常区GPS-TEC与系统硬件偏差的反演方法。把该方法应用于2006年观测数据,得到了GPS卫星和接收机的硬件偏差以及(20～28°N,105～123°E)区域中48个3°×1°网格的TEC(时间分辨率为15分钟)。分别对磁静日、磁暴期间和全年数据的反演结果进行了分析,其中反演得到的卫星的硬件偏差与欧洲定轨中心(CODE)公布的结果进行了比较。结果表明,2006年反演得到的卫星硬件偏差与CODE结果比较接近,两者差值的平均值为0.24ns,差值的标准差为1.17ns;接收机硬件偏差在全年比较稳定,标准差的平均值为0.83ns。利用反演得到的TEC,研究了2006年赤道异常区电离层TEC的形态特征。TEC季节变化明显,春秋的TEC峰值大于冬夏的TEC峰值,其中春季最大;冬季TEC峰值大于夏季,这种特征随着纬度的增加变得不明显;冬季TEC峰值出现于当地时间14时,夏季出现于16时;TEC的逐日变化和日变化显著。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章引言  8-14
  1.1 电离层背景介绍  8-9
  1.2 电离层研究的意义  9-10
  1.3 电离层的观测方法  10-11
  1.4 赤道异常区电离层研究的重要性  11-13
  1.5 本文内容概要  13-14
第二章 GPS 与电离层研究  14-30
  2.1 GPS 系统简介  14-16
  2.2 GPS 卫星位置计算  16-22
  2.3 GPS 数据反演TEC 的基本原理  22-27
  2.4 GPS-TEC 和硬件偏差反演方法研究现状  27-30
第三章赤道异常区GPS-TEC 与系统硬件偏差反演  30-52
  3.1 本文反演方法  30-31
  3.2 磁静日反演结果分析  31-38
  3.3 磁暴期间反演结果分析  38-43
  3.4 GPS 卫星与接收机硬件偏差稳定性考察  43-50
  3.5 小结  50-52
第四章 2006 年赤道异常区TEC 形态特征初步分析  52-60
  4.1 季节变化  52-55
  4.2 逐日变化和日变化  55-58
  4.3 小结  58-60
第五章总结与展望  60-62
  5.1 本文工作总结  60-61
  5.2 今后工作展望  61-62
参考文献  62-64
论文发表目录  64-65
致谢  65

赤道异常区电离层GPS-TEC与系统硬件偏差反演

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