基于gps數(shù)據(jù)區(qū)域電離層tec空間分布的研究

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1、分類號：P228密級：公開UDC：單位代碼：10424學位論文基于GPS數(shù)據(jù)區(qū)域電離層TEC空間分布的研究劉鑫申請學位級別：碩士學位專業(yè)名稱：大地測量學與測量工程指導教師姓名：盧秀山職稱：教授山東科技大學二〇一二年五月論文題目：基于GPS數(shù)據(jù)區(qū)域電離層TEC空間分布的研究作者姓名：劉鑫入學時間：2009年9月專業(yè)名稱：大地測量學研究方向：衛(wèi)星定位技術(shù)與測量工程及應用指導教師：盧秀山職稱：教授郭英講師論文提交日期：2012年5月論文答辯日期：2012年6月授予學位日期：THERESEARCHOFSPATIALD

2、ISTRIBUTIONOFTHEREGIONALIONOSPHERICTECBASEDONTHEGPSDATAADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeofMASTEROFPHILOSOPHYfromShandongUniversityofScienceandTechnologybyLiuXinSupervisor:ProfessorLuXiushanGeomaticsCollegeMay2012聲明本人呈交給山東科技大學的這

3、篇碩士學位論文，除了所列參考文獻和世所公認的文獻外，全部是本人在導師指導下的研究成果。該論文資料尚沒有呈交于其它任何學術(shù)機關(guān)作鑒定。碩士生簽名：日期：AFFIRMATIONIdeclarethatthisdissertation,submittedinfulfillmentoftherequirementsfortheawardofMasterofPhilosophyinShandongUniversityofScienceandTechnology,iswhollymyownworkunlessrefere

4、ncedofacknowledge.Thedocumenthasnotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademicinstitute.Signature:Date:山東科技大學碩士論文摘要摘要地球電離層與人們的活動息息相關(guān)，其上連外層空間,下接中層大氣，是日地環(huán)境系統(tǒng)中承上啟下的重要環(huán)節(jié)和關(guān)鍵層次。研究證明，電離層狀態(tài)及其變化對穿越的無線電信號的幅度、相位、信噪比產(chǎn)生影響，并且直接影響到通信、導航等，而且電離層狀態(tài)的變化對于上述情況產(chǎn)生嚴重的危害。如何預測電離

5、層及異常分布，并較好地消除對用戶的影響，以便保護用戶生命和財產(chǎn)安全，是長期相關(guān)學者研究的重要內(nèi)容之一?；诖耍疚闹饕肊OF算法分析電子密度的空間分布，并利用河北地區(qū)GPSCORS站的數(shù)據(jù)分析了電子密度的三維分布。本文的主要內(nèi)容如下：1.本文重點介紹了利用GPS衛(wèi)星計算電離層電子含量TEC的原理和方法，尤其剖析了利用GPS雙頻觀測計算電離層電子含量TEC的原理。2.研究了格網(wǎng)電離層單元化的建立原理和方法，重點探討了確定三維電離層模型投影矩陣的計算方法和過程，其具體原理是利用衛(wèi)星和接收機連線上的電子含量反演

6、電子密度時，將待反演區(qū)域上空離散成很多的網(wǎng)格，本文簡單的認為每個小網(wǎng)格內(nèi)的電子密度是一個常數(shù)，當計算出衛(wèi)星與接收機連線穿過各個網(wǎng)格的截距時，也就是三維電離層投影矩陣，再乘以每個小網(wǎng)格的電子密度值，就可以得到該連線的TEC值，把每個網(wǎng)格內(nèi)的電子密度值作為未知量，通過計算投影矩陣和TEC形成觀測方程，利用最小二乘法估計區(qū)域的電子密度分布。3.主要利用球諧函數(shù)模型分析了TEC的空間分布，分別利用單測站和多測站對河北上空的電離層進行了模擬計算，編寫了球諧函數(shù)電離層模型的數(shù)據(jù)處理流程，在本文中利用n=3，m=2時的球諧

7、函數(shù)模型來擬合河北上空不同高度的電離層，基于多基站擬合的結(jié)果要優(yōu)于基于單基站的擬合結(jié)果。4.利用河北區(qū)域GPSCORS站2009年觀測數(shù)據(jù)，對該區(qū)域的電離層的電子密度分布進行了計算。利用EOF算法計算的電子密度的變化趨勢同IRI模型變化趨勢基本一致，反映了該區(qū)域的電子密度的變化，并提取了電子密度在12:00:00時刻時各個經(jīng)緯度處隨高度變化的的分布圖，結(jié)果表明電子密度在300km~400km區(qū)間內(nèi)達到最大值，隨后隨著高度的升高而降低。關(guān)鍵詞：GPS，電離層，EOF，TEC，電子密度，球諧函數(shù)I山東科技大學碩士

8、論文ABSTRACTABSTRACTEarth'sionosphereiscloselyrelatedtotheactivitiesofpeople,itlinkstoouterspaceintheupperandattachestothemiddleatmospherebelow.Itisanimportantconnectinglevelinsolar-terrestrialenvironmen