中国区域电离层特性对卫星导航系统的影响

利用GPS数据对中国区域电离层环境(电离层赤道异常、电离层暴、电离层闪烁)对卫星导航系统的完好性、可用性影响进行分析。结果表明,中国区域电离层异常将影响电离层延迟误差的空间相关性,从而影响电离层完好性门限的建立。电离层暴破坏了电离层的空间相关性,在影响系统完好性门限建立的同时,还影响到系统对扰动的检测能力。电离层闪烁影响接收机测量的精度、可用的卫星数和定位精度,影响系统的可用性;同时,闪烁相关的不均匀体也会影响电离层TEC的准确提取,从而影响系统电离层修正模型的实现。电离层这些不同影响效应之间往往又相互影响,使得中国区域的电离层环境对卫星导航系统的影响具有复杂性。     

中国电离层闪烁监测和预报

我国低纬度地区是全球电离层闪烁衰落影响最严重的地区之一,介绍了在青岛开展电离层闪烁效应研究的先期工作:电离层闪烁监测和预报,建立了覆盖我国中低纬地区的电离层闪烁监测网,给出了闪烁监测预报系统的组成和进行电离层闪烁预报的技术路线.     

基于多手段观测的海口站电离层闪烁对地磁暴响应研究

联合利用CHAMP卫星等离子体密度就位观测数据和海口站GPS电离层闪烁监测仪数据，分析了2004年1月、2月和11月三次地磁暴期间海口站的电离层闪烁特征.我们发现海口站电离层对3次磁暴事件的响应特征明显不同.就磁暴期间B_z分量和Dst指数的观测值来说，2004年11月的磁暴事件最强，其次是1月的，2月的最弱.而地基闪烁监测仪的观测结果表明:1月磁暴事件期间，L波段电离层闪烁最强，闪烁指数S₄最大值接近于1.0，闪烁出现率的最大值超过80%；2月磁暴事件期间，电离层闪烁持续时间最长，S₄最大值接近于1.0，闪烁出现率的最大值接近63%；11月磁暴主相和恢复相期间，无电离层闪烁现象出现.CHAMP卫星和地面闪烁监测仪观测到的结果一致，表明多重尺度的电离层不均匀体通常同时存在，但是小尺度的电离层不规则体通常会先消失.对比上述三次实验的观测结果，我们推断造成电离层响应特征差异的原因与环电流的影响有关，Aarons准则可较好地解释电离层对3次磁暴事件的响应.同时跨赤道风场可能也有贡献，它通过增加沿场向积分的Pedersen电导率，降低了R-T不稳定性，从而抑制了电离层闪烁的发生.     

电离层闪烁对卫星通信的影响

文章概述了电离层闪烁的全球概貌和一般特性.为了设计和估算卫星通信系统的电离层闪烁效应,整理和收集了可供实际参考的电离层闪烁信道特性的实测资料.     

海口VHF信号幅度闪烁观测结果

本文介绍了海口地区１９８９年１２月－１９９０年１２月期间，ＥＴＳ－Ⅱ卫星ＶＨＦ信号幅度闪烁观测结果。表明闪烁主要出现在二分季月份的夜间，９月份出现率最高，１２月１月出现率最低；多为电离层泡引起的强烈闪烁。     

我国电离层闪烁初步观测结果

电离层闪烁观测是研究电离层闪烁现象及其效应的实验基础.本文中利用自行研制的电离层闪烁监测仪,开展了在我国中低纬地区的闪烁观测,初步的结果表明电离层闪烁在中低纬地区发生频繁,且对UHF频段通信卫星的影响十分严重.     

磁扰和磁静期间南极McMurdo地区电离层闪烁统计特征的对比分析

利用南极McMurdo站（地理经纬度（166.73°E,77.88°S）,地磁纬度80°S）2011-2014年电离层闪烁观测数据,对比分析了磁扰和磁静期间电离层闪烁发生率的周日分布、季节分布,以及随太阳活动变化的统计特征.结果表明:磁扰和磁静期间电离层闪烁的周日分布均在磁中午附近和磁子夜后出现峰值,而磁扰期的闪烁发生率显著高于磁静期,并且闪烁发生范围向低纬和高纬方向扩展;春秋季电离层闪烁发生率明显高于夏冬季,每年的2、3月份和9、10月份高发,冬季6月份发生率最低;磁扰期的季节性特征比磁静期更为明显,且闪烁发生范围、发生频率均明显大于磁静期;太阳活动对电离层闪烁的影响十分显著,随着太阳活动的增强,闪烁发生的范围和发生频率均明显增大.该研究结果有助于了解极区电离层闪烁的整体分布情况,将为极区电离层闪烁建模以及闪烁预报提供支持,对极区通信、导航定位等有着重要的应用价值.     

4GHz卫星电视信号低纬电离层闪烁特性

我们用同步卫星４ＧＨｚ广播电视信号作源研究电离层闪烁特性。广州站太阳黑子活动高年（１９９０，１９９１）两年实验结果表明：我们得到的低纬电离层闪烁特性与国外用信标作源得的类似结果一致，这为开展大区域电离层闪烁研究提供了条件。     

电离层闪烁对卫星导航系统的影响与监测方法分析

针对电离层闪烁对卫星定位精度和完好性的影响问题,文章建立电离层闪烁模型,并仿真分析了电离层闪烁对导航接收机在信号接收、定位解算精度的影响,提出了监测方法,对导航减轻电离层闪烁影响具有一定参考作用。     

电离层闪烁对北斗增强系统影响的建模研究

电离层闪烁严重影响了北斗及其增强系统的性能.为了评估电离层闪烁影响下北斗系统的可用性,需建立闪烁影响下的北斗及其增强系统性能模型,并进行仿真分析.文章系统地建立了电离层闪烁影响下的卫星导航接收机模型、用户定位算法和系统性能模型,利用电离层闪烁模型给出电离层闪烁分布,利用建立的北斗系统性能影响模型,实现对电离层闪烁影响下北斗增强系统性能的可用性分析.利用上述方法,仿真分析了中国中低纬地区强电离层闪烁影响下北斗增强系统的可用性.结果表明:电离层闪烁将引起用户接收机测量误差的增大,对于中国低纬地区而言,强电离层闪烁影响下,存在系统可用性低于95％的性能严重影响区域,北斗系统性能受影响区域与电离层强闪烁的发生 区域具有密切关系.     

GPS电离层闪烁实时监测系统的设计与实现

给出了一种用于电离层闪烁测量和显示的GPS电离层闪烁实时监测系统,它既能实时监测分析GPS信号的幅度闪烁和相位闪烁指数,也能自动存储闪烁发生时间段内的原始幅度和相位数据,用于对闪烁事件的详细分析.此外,对电离层闪烁的测量原理和闪烁指数的计算也作了详细讨论,这对利用我国北斗卫星信号测量电离层闪烁也具有指导意义.     

双模电离层闪烁监测系统设计与实现

伴随着北斗卫星导航系统的发展成熟,采用多个卫星导航系统可以获得更多的观测卫星进行电离层闪烁监测,极大提高监测的性能,因此利用GPS系统与北斗系统结合进行电离层闪烁监测成为趋势。文中介绍了所研制的GPS/BD双模电离层闪烁监测系统,它可以实时地监测分析GPS卫星L1/L2频点与北斗卫星B1/B2频点信号的电离层幅度闪烁指数和电离层相位闪烁指数,并可显示和存储各项观测数据。文中对电离层闪烁监测系统的硬件、系统嵌入式软件和电离层闪烁监测上位机软件的设计进行了介绍,对消趋势滤波器的设计和闪烁指数的计算进行了详细的讨论,并在最后给出了系统运行测试结果。     

基于2007-2013年COSMIC掩星数据的电离层振幅闪烁研究

利用2007-2013年的COSMIC掩星数据，分析了E区与F区电离层闪烁的变化特征.发现用闪烁出现频次、闪烁发生率以及闪烁强度来表征的电离层闪烁出现规律比较相似.E区电离层闪烁在夏季半球的中纬地区最强，其次是春秋季的低纬地区和冬季半球.就经度分布来说，春秋季E区电离层闪烁呈四波结构.对F区电离层闪烁来说:南美-大西洋扇区在12月至点最为显著；非洲和太平洋扇区在6月至点最为显著；大西洋扇区在春秋分季最为显著.极区也出现中等强度的闪烁，尤其在南半球的90°E~180°E扇区较为显著.高纬E区电离层闪烁强度随太阳活动的增强而增强，而低纬和南半球的中纬E区闪烁随太阳活动的增强而减弱.高纬和低纬F区闪烁随太阳活动的增强而增强，而中纬F区电离层闪烁对太阳活动无显著依赖关系.对于赤道区来说，北半球60°W~60°E经度区闪烁强度随太阳活动的变化最为显著，其次是南半球60°E~210°E附近；而对于高纬地区来说，F区闪烁强度随太阳活动的变化最为显著的区域在南半球60°E~210°E附近.     

电离层闪烁对海事卫通HSD传输性能的影响

海事卫星通信B系统是重要的岸船通信系统,基于该系统的高速数据传输业务是重要的岸船综合数据传输方式。针对该系统高速数据传输(HSD)在远洋海区通信任务中出现的信号强度不稳定、突发误码增多、系统误码率偏高等问题进行了原因分析。提出了电离层闪烁对海事卫星HSD传输性能存在一定影响的意见。通过对电离层振幅闪烁信号进行建模仿真,验证了电离层闪烁导致海事卫通HSD传输性能下降、突发误码增多的结论。     

FY-2气象卫星信号的开发利用

详细介绍了基于风云二号静止气象卫星信号实现电离层闪烁监测、云图接收、太空环境参数接收的设备设计、构成。该设备主要用于实时监测分析风云二号卫星信号因电离层变化而造成的幅度闪烁和相位闪烁。由于静止卫星不存在运动所附带的变化,利用其稳定的L波段遥测信号来监测电离层闪烁,优越性显著。风云卫星展宽云图接收设备目前已遍布全国,该设备在其跟踪遥测及云图接收的基础上进行开发,易于组网监测。电离层闪烁监测的结果,将对空间的探测和通讯技术的发展具有重大的意义。     

电离层闪烁对星载P波段SAR的影响分析

电离层闪烁会破坏星载合成孔径雷达(SAR)回波信号之间的相关性,使其成像性能下降。已有的工作都是假设已知电离层电子密度的扰动开展的,但是目前的测量手段无法直接获取该参量。该文利用海口观测站超高频(UHF)频段太阳活动高年和中等年份的实测数据,分析电离层闪烁的变化特征,并基于相位屏理论,给出一种利用闪烁指数评估电离层闪烁对星载P波段SAR系统影响效应的方法。结果表明:电离层闪烁在低纬地区主要发生在夜间,且在两分季高发;太阳活动高年,全年约有3.8%的时间会发生电离层闪烁现象;对于P波段SAR系统来说,弱闪烁使得方位向冲激响应函数(IRF)的主瓣宽度和副瓣增益增大,分辨率下降;中等强度闪烁使得方位向冲激响应函数发生严重的扰动,副瓣增益增大到主瓣的水平,主瓣中心也发生平移,可能使得系统无法直接成像。     

Development and use of a GPS ionospheric scintillation monitor

Global Positioning System (GPS) satellite signals provide convenient radio beacons for ionospheric studies. Among other propagation phenomena, the ionosphere affects GPS signal propagation through amplitude scintillations that develop after radio waves propagate through ionospheric electron density irregularities. This paper outlines the design, testing, and operation of a specialized GPS receiver to monitor L-band amplitude scintillations: the Cornell scintillation monitor. The Cornell scintillation monitor consists of a commercial GPS receiver development kit with its software modified to log signal strength from up to 12 channels at a high data rate (50 samples/s). Other features of the receiver include the optional assignment of a channel to monitor the receiver noise level in the absence of signal tracking and the means to synchronize measurements between nearby independent receivers to perform drift measurements and correlation studies. The Cornell scintillation monitor provides characterization of the operational L-band scintillation environment and additionally permits study of the multipath environment of a static antenna, GPS scintillation monitors can provide information about the state of ionospheric irregularities for pure research purposes as well. Their strength lies in the fact that they are inexpensive and compact and therefore can he readily proliferated. Even a single scintillation monitor can supplement radar spatial coverage of irregularities in a limited way because it monitors several satellite lines of sight simultaneously