江汉平原上空QTEC变化特征的统计分析

提出了一种观测台网用多接收机性能一致性的标定方法，并利用江汉平原GPS接收台网的观测数据，分析了该地区上空QTEC的日变化、季节变化、年变化和逐年变化的统计特征．标定结果表明，不同接收机之间的仪器偏差是从双频GPS卫星信标推算QTEC的主要误差来源之一，必须校正．统计分析证实，江汉平原上空QTEC的日变化特征同时受电离层和等离子层控制，其年变化以半年周期为主，峰值和谷值分别出现在两分点和两至点附近，QTEC值的逐年变化从太阳活动峰年到低年逐年下降，与以太阳黑子数为代表的太阳活动密切相关．     

人工扰动电离层仿真系统的设计与实现

设计并开发了一种人工扰动电离层仿真系统．建立了数值模型，规划出系统总体构造，在实现过程中引入VC、VF混合编程的概念，以达到两种语言优势互补的目的．文中详细论述了VC、VF混合编程对于数据的处理，生成Fortran的动态链接库，以及在VC中调用生成库的技术．通过仿真模拟，得出了电离层加热过程中电子密度、电子温度等随时间演化的规律，及发射电波频率、功率对加热效果的影响．试用证明，该系统有效地模拟了电离层人工扰动的状态，为在我国实施加热工程提供了可靠的科学依据．     

大气重力波产生中纬电离层不均匀体的理论

研究中纬电高层Ｆ区大尺度不均匀休的基本性质及其与大气重力波的关系。分析了等离子体Ｐｅｒｋｉｎｓ不稳定性的非线性发展，发现这种不稳定性饱和在很小的幅度上。讨论了Ｐｅｒｋｉｎｓ不稳定性与重力波的耦合，表明重力波能触发中纬电离层Ｆ区等离子体不稳定性。由重力波触发的等离子体不稳定性可能演变成大幅度的波形结构，空间和时间调制的不均匀体理论揭示了大尺度中纬电离层不均匀体的产生机制。 关键词：     

基于VXI总线的电离层探测系统信号源的设计

根据新型电离层斜向返回探测系统的编码调相脉冲压缩、间隔收发体制，采用FPGA和数字上变频器实现了一种适合该体制的、基于VXI总线的信号源模块．具体描述了该模块的设计方法、主要逻辑和时序关系，试验表明，该模块运行可靠，工作方式和参数调整灵活，实现了符合体制要求的射频信号和时序控制信号，满足了新型电离层斜向返回探测系统抗干扰、开放性和易升级的要求。     

地基高频加热激励ELF/VLF波对辐射带高能电子的准线性散射

地球内、外辐射带电子通量的变化对于空间飞行器,尤其是中低轨卫星的防护有着非常重要的影响.基于回旋共振波粒相互作用的准线性理论,使用地基高频发射器发射电波调制低电离层背景电流可以人工激励ELF/VLF波,这些波能使辐射带相对论电子发生抛射角散射沉降进入大气层从而降低其生存期.为了定量地分析人工激励ELF/VLF波散射辐射带高能粒子的可行性,针对内、外辐射带,本文选取了两个典型区域：L=4.6和L=1.5.数值计算结果表明,在内、外辐射带由于ELF/VLF波的人工注入而造成的高能电子损失时间尺度很大程度上取决于冷等离子体参量α^*(∝B²/N₀,这里B是背景磁场,N₀是电子数密度)、电波频谱特性和功率,以及与波发生回旋共振的电子能量.一般来讲,在外辐射带人工ELF/VLF哨声波散射相对论电子使之沉降到大气层要容易得多;低能量的高能电子(200keV)要比高能量的相对论电子(500keV)更有效地通过抛射角散射进入大气层.考虑到高频电波加热电离层激励的ELF/VLF波可能会被捕获在磁层空腔中,来回反射从而得到增强,因此在适当的条件下,地基高频加热装置发射足够的电波功率进入电离层诱导大幅度ELF/VLF波注入到内磁层,能够在1至3天的时间尺度内快速散射外辐射带相对论电子使之沉降,也能够在10天量级的时间尺度里散射生存周期一般为100天甚至更长的内辐射带相对论电子. 关键词： 地基高频加热电离层 ELF/VLF波激励 高能电子散射和沉降 共振波粒相互作用     

天基电离层气辉成像仿真分析研究

通过气辉成像仪对电离层气辉进行探测,能够反映电离层中电子总含量、等离子体泡分布等特性,是有效的电离层探测方式之一.电离层的原子分子在白天吸收太阳辐射激发到较高能态,在夜间以气辉的形式将能量辐射出去,辐射强度与所参与反应的电离层成分密度等密切相关,因此气辉是用来观测电离层很好的示踪物.天基气辉成像方法具有全球范围观测的巨...     

大气遥感远紫外光谱仪绝对光谱辐照度响应度定标方法研究

主要针对可应用于空间高层大气遥感的远紫外光谱仪的光谱辐照度响应度定标方法进行研究。针对远紫外波段光谱测试标准装置少,实验系统所需真空度高,实验稳定性难以维持,传统漫反射板和积分球辐亮度定标方法在远紫外波段局限性大、难以利用等特点,研究了适用于远紫外光谱仪器的光谱辐照度绝对辐射定标方法,搭建了相应的真空实验系统,以一台远紫外光谱仪原理样机为对象对研究方法进行了实验验证。实验系统以标准氘灯、真空紫外单色仪和准直系统组成照射系统,将出射准直光辐照度用标准探测器进行标定,三者共同组成了标准光谱辐照度光源;利用该光源照射原理样机并读出相应信号,最终获得光谱辐照度响应度,从而实现了利用标准探测器进行照度传递的远紫外光谱仪器绝对光谱辐射定标,有效的进行了仪器定标。该方法定标不确定度约为7.7%,对远紫外波段空间高层大气遥感光谱仪的地面辐射定标研究具有重要意义。     

强电离层闪烁对GPS软件接收机的影响分析（英文）

强电离层闪烁会导致信号幅度深度衰减和载波相位激烈震荡,引起GPS载波跟踪环的失锁,从而导致定位误差增长甚至导航中断。本文研究了GPS L1软件接收机在经历强电离层闪烁时的信号处理算法。研究数据采集于构建于巴西的一个多GNSS多频段中频信号采集系统,数据采集时间为2013年11月,此年为太阳活动极大年。信号捕获、跟踪算法以及由载波跟踪环计算得出的闪烁指数(包活幅度指数S_4和载波相位指数σ_φ等)都在文中进行了详细阐述。分析强电离层闪烁对GPS软件接收机的影响对于研究卫星高级跟踪算法和提高GPS接收机的鲁棒性及定位精度将发挥重要作用。     

高频波在IAR中传播的Doppler效应

根据高频波在电离层阿尔芬谐振器(IAR)中的传播特性，将普适的Doppler频移公式具体化，以此为出发点，深入分析了IAR中产生Doppler效应的多种原因，尤其是IAR中粒子漂移(包括电子和离子)对产生Doppler频移的影响，并计算了相应的频移大小。结果表明：在IAR中，高频波Doppler频移可以达到几十Hz，其中电子漂移运动和飞船运动引起的高频波Doppler频移占主要地位，反射波相位变化引起的频移在入射波的频率足够高时只有O．1Hz左右，可以忽略不计；这为高频波Doppler频移的实验观测结果提供了理论依据。     

电离层行扰的GPS台网监测

利用分布在武汉、安陆、荆州三地的全球定位系统(GPS)接收机组成局域GPS台网，监测中国中低纬地区电离层行扰(TID)现象．基于小波变换的多分辨分析特性与Mallat算法，给出了从垂直总电子含量(QVTEC)的时间变化曲线中提取电离层扰动的算法．并通过一个观测实例，说明了利用该方法可以有效地从QVTEC时间变化曲线中去除由卫星运动和电离层日变化等因素引起的日变化趋势，进而提取出短周期的电离层扰动．分析结果表明，本文提出的GPS组网方式和数据处理方法在中国中低纬地区TID监测中具有广阔的应用前景．