电离层
- 司南电离层监测机精度分析
300308）电离层是高度约为60~1000km 范围内的离子化大气层，大量的自由电子和正离子存在于该区域内[1]。当GNSS 卫星信号穿过电离层时，会发生反射、折射、散射和吸收等现象，使信号产生传播时延、色散效应和多普勒效应等[2]。电离层电子密度不均性会影响无线电波的速度及传播质量，使信号发生的振幅、相位以及偏振方向快速随机起伏现象被称为电离层闪烁。统计表明，电离层闪烁有明显的日变化，并受当地地方时、季节、经纬度、太阳活动和地磁活动所影响[3-4]。在
科技创新与应用 2023年22期2023-08-07
- 2019-05-26秘鲁北部地震前低纬电离层变化分析
，255000电离层总电子含量(total electron content, TEC)是用来研究电离层时空变化的重要物理量之一。自Leonard等[1]研究美国阿拉斯加大地震发现震区上空电离层会在地震期间出现异常变化以来，电离层被广泛应用于地震研究中。此后，国内外学者对地震前震区上空TEC的变化特征进行大量研究[2-7]，这些研究为探索震前震区上空电离层的异常变化提供了参考依据。当前研究大多是利用震前电离层物理量的变化来分析震前异常，但由于地震事件的特殊
大地测量与地球动力学 2023年2期2023-02-04
- 中国地区不同区域电离层时空频域特性分析
，211100电离层延迟误差是GNSS定位导航等过程中一类显著的误差源[1]。因此，对电离层本身的基本结构和变化特性进行研究，对于GNSS用户电离层延迟改正和电离层监测预报具有重要意义[2]。随着GNSS卫星不断发射以及国际GNSS服务组织(international GNSS service，IGS)不断壮大，利用GNSS卫星信号反演电离层TEC(total electron content)已经成为可能[2-3]。因具有多测站、高精度、全天候等优势，采
大地测量与地球动力学 2022年9期2022-08-30
- 北斗星基增强电离层模型精度评估与分析
精度及完好性。电离层延迟是北斗SBAS实现过程中一项重要的误差来源，它对卫星导航定位带来的误差影响可以达到几米甚至几十米的误差范围。对于卫星导航系统进行单频定位授时的用户，需要精确改正电离层延迟。对于可以接收到北斗SBAS信号的单频用户采用格网法计算电离层延迟，而不能接收到SBAS信号的单频用户则采用BDSKlob模型或BDGIM模型校正电离层延迟。我国北斗区域导航系统发播区域电离层模型参数，电离层模型参数每2h更新一次，北斗三号系统使用BDGIM模型改正
导航定位与授时 2022年2期2022-03-30
- 电离层高阶项延迟对GPS载波相位观测值及基线的影响
要求越来越高，电离层高阶项延迟也备受重视[1-2]。取消SA(selective availability)后，电离层延迟误差成为制约GPS定位精度的主要因素之一[3]。在经典相对定位中，大部分GNSS用户采用双频技术来削弱电离层一阶项延迟的影响，但往往忽视电离层高阶项延迟的干扰。研究证实，电离层二阶项延迟的影响在GPS动态单点定位中可达2～3 cm，在极端情况下甚至达到7 cm[4]；对静态定位亦能造成mm级的系统性偏差[5-6]。近年来，国内外学者通过
大地测量与地球动力学 2022年3期2022-03-09
- 低纬GNSS电离层闪烁监测及应用研究
430074电离层中小尺度不规则体会引起全球导航卫星系统(GNSS)信号发生衍射及散射效应，导致地面GNSS接收机跟踪的无线电信号的振幅和相位产生不同程度的衰减与畸变，即GNSS电离层闪烁。GNSS电离层闪烁难以利用常规的电离层延迟误差处理方法予以削弱，其对GNSS服务的完好性、连续性和可用性产生严重威胁。论文针对低纬电离层闪烁对GNSS观测与定位的不利影响，从电离层闪烁及电离层不规则体形成的物理机制出发，开展了包括电离层闪烁指数的构建、闪烁指数在低纬电
测绘学报 2022年3期2022-02-02
- InSAR电离层校正中的平滑处理探究
R的精度会受到电离层效应的影响，需要进行电离层校正。目前常用的校正方法为距离向频谱分割法RSS[1]，该方法基于电离层的色散特性区分电离层延迟相位和其他非色散相位，具有清晰的物理机制，已成功应用于GNSS双频观测电离层校正中[2]。然而RSS精度受相位噪声影响较大，在实际处理中需要通过多视和低通滤波(下文统称为平滑处理)去除高频噪声、提高电离层估算精度。但不同平滑参数下获取的RSS电离层相位差异较大，且RSS方法计算的电离层相位是主、从影像成像时刻电离层状
大地测量与地球动力学 2022年1期2022-01-11
- 星载双基InSAR系统中的电离层色散效应分析与校正*
AR信号在穿越电离层的过程中，由于电离层的色散特性，会对信号产生包括群相延迟、闪烁、法拉第旋转等效应，其中色散效应会在信号方位向和距离向的聚焦上产生明显影响[3]，从而导致干涉相位产生较大的误差。传统InSAR系统为单基雷达，对某一成像区域进行干涉处理时需要多次航过成像区域进行成像；而在双基InSAR系统中，由于此时系统拥有2颗成像卫星，所以对成像区域的两次成像可以在同一时间完成。因此，双基单次航过系统拥有有利于获取DEM数据、避免时间去相干等优点[4]。
中国科学院大学学报 2021年6期2021-11-25
- 北斗三号SBAS B1c格网电离层算法修正分析
星轨道、时钟和电离层误差，目前北斗三号在轨卫星已满足定轨精度、卫星时钟精度、空间信号精度和PNT业务性能等设计指标的要求[1]。单频定位解算中，电离层延迟主要通过广播电离层模型进行修正，而在星基增强系统应用中，GEO卫星下行播发的较高精度的电离层格网信息可对电离层延迟进行实时修正[2]。星基增强系统利用地面参考站观测数据建立区域电离层模型，生成格网电离层延迟修正信息[3]，再由注入站上传到GEO卫星端，用来修正用户单频定位的电离层延迟[4]。本文从原理上讨
大地测量与地球动力学 2021年9期2021-09-06
- 高频地波雷达电离层距离方程建模及仿真
受到电台干扰、电离层扰动以及海面传输路径损耗等因素的影响,HFSWR的探测性能和精度大幅下降,其中以电离层干扰最为严重.理论上HFSWR所有波束均应沿海面传输,但在实际工程中存在着阵列误差及天线扰动等因素,部分雷达波束向上空照射,经电离层的反射折射后以多种方式进入雷达接收机,形成了电离层杂波.由于电离层的非平稳时变特性,使得RD(range Doppler)谱中的电离层杂波呈现一定的Doppler频移与展宽,加上电离层杂波的幅值远高于目标回波,使该范围内的
兰州理工大学学报 2021年4期2021-09-03
- 二战轰炸影响直达大气最外层
电离的状态，叫电离层。电离层是大气的最外层。电离层主要由氮气分子、氧气分子和单个的氧原子组成。但氧原子是不稳定的，经常被太阳光中的X射线和紫外线电离成氧离子和自由电子。电离出来的自由电子通常在几分钟之内又重新与氧离子结合，形成氧原子。因此，在电离层中，氧原子、氧离子和自由电子之间会达到一个稳定的平衡。太阳辐射对电离层的影响，科学家已经基本了解，但是地表活动对电离层有何影响，至今还不太清楚。为了搞清这一点，英国研究人员调查了二战期间地面大规模轰炸对电离层的影
科学之谜 2021年1期2021-03-29
- 低纬电离层闪烁对GPS观测值及其导航定位的影响
413000)电离层闪烁是指无线电信号穿过电离层不规则体结构时，其振幅、相位和偏振方向发生快速随机变化的现象[1-2]﹒电离层闪烁主要发生在低纬地区和极区[3-4]﹒磁赤道南北纬20°地带电离层闪烁发生最为剧烈，且主要发生在夜间﹒该地区闪烁具有明显的日变化、季节性变化及随太阳活动周期的变化特性﹒电离层闪烁对GPS 等卫星导航定位系统的正常运营具有重要影响﹒一般而言，弱电离层闪烁可导致全球导航卫星系统(GNSS)信号噪声增大，降低观测数据的质量；强 电离层闪
湖南城市学院学报（自然科学版） 2020年2期2020-04-22
- 基于BDS-3和Galileo多频信号弱电离层组合的中长基线RTK定位方法
具有长波长、弱电离层影响以及低噪声等优良特性的观测值组合，对于整周模糊度解算、周跳探测以及定位解算性能均具有较好的提升[3]。对于卫星导航中长基线定位，整周模糊度的解算是实现厘米级定位的前提和必要条件。传统的双频观测模式通常采用“三步法”进行整周模糊度解算定位[4]，即首先利用双频宽巷载波和窄巷伪距，采用宽巷相位和窄巷伪距组合解算宽巷模糊度；其次基于载波和伪距无电离层组合，解算窄巷模糊度浮点解；最后带入固定的宽巷，恢复窄巷模糊度的整数特性，并进行搜索固定。
中国惯性技术学报 2020年6期2020-04-06
- 长距离网络RTK区域电离层延迟实时改正
重要的误差源为电离层延迟，是指在卫星信号穿过高度高于50 km 的部分时所产生的延迟[1-3]。电离层延迟可用经典的本特模型、国际参考电离层模型、Klobuchar模型计算[4-6]，与电子密度、太阳黑子数、地方时等因素有关。而在长距离网络载波相位差分(real time kinematic,RTK)中[7-10]，流动站的电离层延迟可采用本文提出的长距离网络RTK区域电离层延迟改正模型计算，先获取基准站的非差整周模糊度，再计算基准站的电离层延迟，最后内插
测绘通报 2019年5期2019-06-05
- 基于GPS观测分析青岛地区电离层板厚变化特性
7)0 引 言电离层板厚是一个重要的电离层特征参数,是指电离层的总电子含量(TEC)与F2层峰值电子密度(NmF2)的比值.它包涵有丰富的电离层环境信息, 如电离层电子密度分布的顶部和底部结构、电子和离子温度、离子成分等,因此,它在空间工程技术应用和空间物理研究上都有着重要价值.随着卫星无线电信标探测技术的应用,利用卫星信标测量能获取电离层TEC信息,进而用电离层板厚变化特征进行分析研究.多位学者[1-5]基于单频卫星信标测量,利用法拉第旋转效应提取电离层
全球定位系统 2019年1期2019-03-14
- GPS电离层折射误差的三阶三频改正模型及精度分析
232001)电离层折射误差是GPS信号处理过程中的常见误差之一，其主要的改正方法有：模型电离层误差改正方法[1-3]、双频误差改正方法[4-7]及GPS现代化后的三频改正方法[8-9]。目前普遍采用GPS现代化后的二阶三频误差改正方法削弱电离层对信号传播的影响[10-12]。本文在GPS电离层折射误差二阶三频改正方法的基础上[13-14]，提出了对电离层误差进行三阶改正的方法,并采用GPS三频观测数据进行试验，验证该模型精度的可靠性。1 模型构建方法1.
测绘通报 2018年12期2019-01-07
- GPS实时三频电离层修正方法及精度分析
01)0 引言电离层延迟误差是全球定位系统(global positioning system，GPS)信号处理过程中常见的误差之一，在传统的GPS单频电离层延迟误差改正方法中，通常采用的电离层改正方法有Klobuchar模型和全球参考电离层模型即IRI模型。其中利用Klobuchar模型对电离层延迟误差进行改正，改正效果一般为60 %～70 %[1-3]；IRI模型适用于全球的任何地方，但不足之处是由于较少或没有采用中国区域的资料，根据插值求得的一些主要
导航定位学报 2018年3期2018-09-03
- 不同长度基线的电离层处理策略
不同长度基线的电离层处理策略周 颖1，满小三2，李 郴3(1.61287部队，云南 昆明 650033;2.信息工程大学，河南 郑州 450001; 3.中铁四局五公司，江西 九江 332000 )针对不同长度的基线，受双差之后电离层延迟影响不同，提出一种新的电离层处理策略。对短、中、长基线处理分别采用3种不同的数学模型：电离层固定模型，电离层加权模型，电离层浮点模型。通过3组不同长度基线实测数据处理表明，对应不同长度的基线，文中策略可以有效地提高模糊度固
测绘工程 2017年1期2017-12-19
- 海口地区扩展F和GPS电离层闪烁发生时间相关性分析
扩展F和GPS电离层闪烁发生时间相关性分析李静静,盛冬生,张红波(中国电波传播研究所,山东 青岛 266107)对2012年8月至2013年7月太阳活动高年海口地区扩展F和GPS L1频段电离层闪烁进行了发生时间相关性分析。结果表明,该地区的GPS电离层闪烁与扩展F具有较好的相关性,二者发生的相关系数为0.95.受太阳活动高年低纬电离层不均匀体发展演化特性和设备观测方式的影响,观测到的电离层闪烁起始时间稍早于扩展F。扩展F结束时间比电离层闪烁结束时间有所滞
全球定位系统 2017年2期2017-06-05
- IGS组织的全球电离层数据分析与比较
电离层上接外层空间，下连中层大气，在地球和太阳系之间具有承上启下的作用。它是不断变化的复杂性开放系统，对现代无线电工程系统和人类活动具有重要影响，电离层的研究既复杂又极具有意义，研究电离层不仅有利于认识其本身，而且有助于推动相关电离层理论的科学研究。当GPS信号穿过电离层时，受电离层影响会产生电离延迟，该延迟是制约GPS导航定位精度的最大因素，其内部原因主要是其电离层TEC的不断变化，这种干扰对定位造成几十到几百米的影响，高精度的定位必须对电离层进行误差修
卷宗 2017年1期2017-03-17
- 利用GPS观测研究我国赤道异常驼峰区电离层TEC变化
7)0 引 言电离层总电子含量(TEC)的时空变化对卫星导航定位、通信、雷达等无线电系统电波信号传播有着重要影响,特别是对于穿越电离层传播的电波信号,电离层引起的传播效应直接正比于TEC的数值。因此,TEC成为表征电离层电波传播特性的最重要环境参数[1-3]。随着GPS等全球定位系统的发展和广泛应用,利用GPS双频相干信号能够得到电离层TEC,这给电离层天气监测研究带来了革命性的变化。电离层电子密度在地球磁赤道南北两侧15°附近出现两个极大值,分别被称为赤
全球定位系统 2017年6期2017-02-05
- 三频GNSS电离层周跳处理
多具备噪声小、电离层延迟小、波长长的探测组合［2－4］。基于以上特性组合能实时实现周跳的探测与修复［5－10］。常规条件下，无论是三频伪距／载波组合还是三频相位无几何组合周跳方法，均可忽略历元电离层残差组合，但当电离层活跃期（区）时，由于历元电离层延迟较大，为有效避免因电离层延迟造成的周跳探测误判，有必要考虑电离层延迟对周跳的影响。为此文献［11］开始研究电离层活跃条件下的周跳处理方法，文献［12］采用预先估计电离层延迟的方法来处理高电离层条件下的周跳，文
测绘学报 2015年7期2015-07-25
- 高阶电离层改正对PPP对流层估计的影响
，611756电离层延迟是电磁波信号在通过电离层时引起的偏差。在精密单点定位（PPP）中，通常通过消电离层组合来消除一阶电离层以提高参数的解算精度。由于一阶电离层延迟在总电离层延迟中占99%以上，而相位消电离层观测量中的二阶电离层一般不超过2cm，目前大多数用户在数据处理时未加入该项改正［1－3］。但在mm级定位中，若处于低纬度区域或电离层异常时，则必须考虑二阶项甚至三阶项。不少学者研究了二阶电离层对定位精度的影响，但高阶电离层改正对对流层估计的影响却未见
大地测量与地球动力学 2015年3期2015-02-13
- 电离层CT 模型和算法研究进展*
)当电磁波通过电离层时，电离层对电磁波产生反射、折射、散射和吸收［1－5］，给地面用户带来较大的延迟误差。GNSS 电离层CT 成像技术的出现，为了解和掌握大尺度电离层的三维时空结构提供了机遇。该技术可以通过对三维电离层空间进行分层，克服薄层假设电离层TEC 模型不能有效反映电离层垂直结构的局限性，较好地展示电离层三维结构的时空变化［6］。目前，GNSS 电离层CT 的研究主要集中在模型和算法两个方面，本文对此进行综述，并对未来工作进行了展望。1 电离层C
大地测量与地球动力学 2014年5期2014-12-03
- GPS与北斗电离层延迟误差对比分析*
)GPS与北斗电离层延迟误差对比分析*张飞舟，杨泽民，程 鹏，赵利军(北京大学地球与空间科学学院遥感与地理信息系统研究所，北京 100871)在GPS与北斗的多系统定位中，使用双系统双频接收机，影响电离层延迟精度的主要因素是各系统导航电文中的电离层参数。由于电离层参数的不同，采用同一电离层时延模型计算得到的电离层延迟结果互不相同，造成时延精度的差异。利用GPS/北斗接收机进行观测，得到两系统的电离层参数，通过模型计算两系统在垂直方向的电离层延迟TEC，并将
计算机工程与科学 2014年2期2014-09-14
- 电离层活动对GNSS的影响和抑制方法
黑子活动会扰动电离层环境，直接影响GNSS(全球导航卫星系统)的性能，轻则影响卫星定位精度，重则导致卫星通信失灵。因此，有必要了解电离层活动的现状，并探讨如何抑制其对GNSS的影响。二、太阳活动和电离层电离层随着纬度、经度的变化有着复杂的空间变化，并且具有昼夜、季节、年、太阳黑子等周期变化。电离层中的电子密度主要受太阳活动的影响。1.太阳黑子与电离层长期变化太阳辐射的剧烈程度通常可以用太阳黑子数来表示。太阳黑子活动呈现周期性，两次高峰间隔约11年，高峰年和
测绘通报 2013年5期2013-12-11
- 利用Klobuchar模型和载波平滑伪距观测值模型分析电离层变化
络系统［1］。电离层延迟是GNSS观测的主要误差源之一，其大小变化可直接影响到RTK是否成功固定整周模糊度。试验表明电离层延迟在天顶方向最大可达50m，在接近地平方向时（高度角为20°）可超过100m，在最恶劣的条件下可达150m［2］。在白天高温时段或者电离层活动较活跃的时候，网络RTK中固定整周模糊度的成功率明显降低。本文利用深圳市连续运行卫星定位参考站系统的双频观测数据，分别用Klobuchar模型和载波平滑伪距观测值两种方法计算深圳市5个CORS站
黑龙江工程学院学报 2013年2期2013-08-13
- 电离层对民航卫星导航应用影响分析
砳1，朱衍波2电离层对民航卫星导航应用影响分析（1.中国民航局空中交通管理局，北京100022；2.民航数据通信有限责任公司，北京 100022）朱国辉1，石 砳1，朱衍波2对于应用卫星导航的民用航空运行而言，电离层是一种最为复杂的导航误差影响因素。由于电离层存在模型复杂、异常扰动和闪烁、电离层风暴的特性，尤其在太阳活动期间，可对民航导航带来致命性的影响，影响航空正常运行。国际上针对消除电离层误差提出了单一模型、相对定位以及广域增强等方法，目前国际民航组织
中国民航大学学报 2013年1期2013-07-02
- 中国区域电离层特性对卫星导航系统的影响
星导航信号穿越电离层到达地面，不可避免地受到电离层环境的影响，电离层应用技术开发是卫星导航系统建设中的一项重要工作。精度、完好性、连续性和可用性是卫星导航系统的基本性能要求。对电离层应用技术，“精度”要求就是提供高精度的电离层修正功能。“完好性”是随着卫星导航系统应用发展而提出的一项重要性能要求，“是对可以加之于导航系统所提供的信息正确度信任程度的一种度量，其中包含当系统不应用于导航时向用户发出及时报警的能力”［1］。根据完好性定义，卫星导航系统中的电离层
电波科学学报 2012年1期2012-09-18
- 中国大陆14次强震前电离层异常统计分析
明：汶川地震前电离层发生了异常明显的扰动，很多学者利用不同类型的电离层测量数据对汶川地震前电离层异常进行了报道［1－5］。实际上地震电离层异常的研究始于20世纪60年代中期，Barnes等［6］在1964年阿拉斯加大地震时，发现电离层出现异常扰动现象，而此次的分析似乎是第一次发现电离层的异常扰动与地震两者之间存在着某种关联。之后全球大量的研究者开始对地震电离层扰动进行统计研究，试图找出震前电离层扰动的规律。Furumoto等［7］发现1969年的Kuril
电波科学学报 2012年3期2012-08-09
- 利用电离层层析技术探测日本9.0级地震前电离层异常*
0083)利用电离层层析技术探测日本9.0级地震前电离层异常*陈必焰 戴吾蛟 蔡昌盛 匡翠林 刘 莹(中南大学测绘与国土信息工程系，长沙 410083)利用电离层层析技术对日本Ms9.0地震前21天震中区域附近上空电离层进行了三维重构，并通过2倍标准差方法对反演出的各时刻电离层各格网点电子密度值进行了异常探测。在排除太阳和地磁活动影响后分析得出：2月28日UT14：00—16：00出现的电离层电子密度值异常减小、3月2日UT08：00—14：00、3日UT
大地测量与地球动力学 2011年6期2011-11-14
- 高频地波雷达电离层杂波统计特性研究
量向上发射,被电离层反射后又被非理想的接收天线阵接收,形成电离层杂波[2]。电离层杂波严重影响了高频地波雷达的探测性能,当电离层干扰强烈时,可能完全淹没100 km以上的全部目标信号[3]。为深入了解电离层杂波对雷达的影响,国内外研究人员对电离层杂波的特性展开了很多研究。文献[2]从距离、多普勒、方向等方面对电离层杂波的特点进行了分析,指出电离层杂波污染的距离取决于反射电磁波的电离层高度;不同层反射的电磁波产生的多普勒频移不同,E层电离层杂波多普勒频移较小
电波科学学报 2011年3期2011-08-21
- 电离层闪烁对GNSS的影响①
述卫星信号穿越电离层时,电离层中存在的不均匀体结构会引起信号强度和相位的快速随机起伏变化,这种现象称为电离层闪烁。对于卫星导航系统而言,电离层闪烁将引起地面接收机接收到的信号出现误码和信号畸变,影响信号的测量精度,闪烁强烈时会导致接收机跟踪信号的失锁,严重影响系统的导航、定位和授时功能。对于卫星通信系统而言,电离层闪烁可以引起通信链路的中断,同时,由于通信网络在很大程度上依赖卫星导航系统实现网络内的时间同步,电离层闪烁对卫星导航系统的影响也将形成对通信系统
全球定位系统 2011年3期2011-04-27
- 宽带Ｃｈｉｒｐ技术的应用
脉冲和脉冲编码电离层探测仪相比，介绍了一种宽带chirp电离层探测仪，其具有硬件简单可靠，数据信号处理灵活，与其他无线电用户互扰性降低等诸多优点。结合软件无线电技术，在兼有脉冲电离层探测仪普通功能的同时，宽带Chirp电离层探测仪是在观测结束之后先将数据储存起来，然后进行信号处理，此过程提高了数据观测分析的灵活性，尤其进行特殊观测时非常有用·实现数据处理的多样性。最重要的是，宽带Chirp技术的使用，使Chirp电离层探洲仪实现对电离层的垂直探测。
现代电子技术 2009年9期2009-06-25