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.     

新乡站电离层闪烁谱特征

本文简要地介绍了谱分析的数据处理方法，给出了新乡站１９８９年和１９９０年夏季ＥＴＳ－Ⅱ卫星ＶＨＦ信号幅度闪烁幂律型功率谱主要参量的统计结果，概述了白天和夜间谱的主要特性，并与低纬和高纬区的观测结果作一初步比较。     

太阳活动对赤道电离层闪烁影响的初步研究

利用赤道地区瓦尼莫(Vanimo)站太阳活动高年到低年(2000-2009) L波段电离层闪烁数据,分析了闪烁随太阳活动从高年到低年的形态特征,统计研究了太阳黑子数与闪烁发生率相关性,并初步探讨了太阳活动影响闪烁的机制。统计研究结果表明:太阳活动中、高年期间,闪烁发生率有明显的季节、月、地方时变化规律;低年闪烁表现平静,以弱闪烁为主,且无明显规律;太阳黑子对闪烁发生率表现出一定调制作用,随着黑子数从高年到低年的减少,闪烁发生率呈下降趋势,中、强闪烁表现的更为突出。说明太阳活动对中、强闪烁的影响比弱闪烁更明显,但其影响机制仍须大量统计分析和理论研究的进一步揭示。     

低纬电离层闪烁与扩散F

同步卫星４ＧＨＺ电视信号和ＶＨＦ信标信号电离层闪烁与其附近的电离层扩散Ｆ资料进行比较，说明低纬电离层闪烁与扩散Ｆ有关正相关关系。     

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.     

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。     

极区电离层闪烁特征初步分析

介绍了中国在极区的电离层闪烁观测研究工作,通过对Sodankyl(a)和Tromsφ两个观测站2004年3月至2008年9月期间的电离层闪烁观测数据的统计分析,给出了太阳活动低年该地区电离层闪烁的变化特征:随着太阳活动程度的降低,闪烁事件明显减少;由于极区与低纬地区电离层闪烁产生机制不同,极区闪烁形态主要表现为相位闪烁,幅度闪烁很少;极区闪烁不只是发生在地方时的晚上,白天也会有闪烁出现;并且,极区闪烁对季节没有明显的依赖关系,可发生在任何季节;但是,极区闪烁事件对地磁活动存在明显的响应.     

电离层闪烁模型中的不均匀体强度建模

不均匀体强度模型是电离层闪烁建模的重要组成部分.参考国外电离层闪烁建模的思路, 利用海口地区2003年至2008年的GPS闪烁观测数据建立了中国低纬地区电离层闪烁不均匀体强度模型, 并对模型精度进行了分析.利用2003年至2008年海口地区GPS闪烁数据进行的模型精度分析表明, 模型误差为无偏正态分布, 误差方差为0.44.利用2013年海口地区和广州地区GPS闪烁数据进行的模型精度分析表明, 模型误差基本保持无偏的正态分布特征, 误差方差为0.42.利用国外模型进行同样的精度分析, 其误差均值为0.33, 方差为0.99, 且为有偏分布.由此表明, 建立的闪烁强度模型在中国低纬地区具有良好的适用性.     

海南地区电离层闪烁监测及初步统计分析

介绍了中国在极区的电离层闪烁观测研究工作, 通过对Sodankylä和Tromsø两个观测站2004年3月至2008年9月期间的电离层闪烁观测数据的统计分析, 给出了太阳活动低年该地区电离层闪烁的变化特征:随着太阳活动程度的降低, 闪烁事件明显减少; 由于极区与低纬地区电离层闪烁产生机制不同, 极区闪烁形态主要表现为相位闪烁, 幅度闪烁很少; 极区闪烁不只是发生在地方时的晚上, 白天也会有闪烁出现; 并且, 极区闪烁对季节没有明显的依赖关系, 可发生在任何季节; 但是, 极区闪烁事件对地磁活动存在明显的响应.     

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.     

电离层闪烁对跟踪测量的影响分析及规避策略

针对某南方卫星测控站测控信号频繁被干扰的情况展开研究。首先介绍国内外对电离层闪烁原理及监视预警方面的研究成果,然后分析电离层闪烁的时空效应原理,通过计算对比电离层强闪烁监测预报数据和卫星测控站的实时观测数据,发现电离层闪烁与卫星测控站跟踪测量信号的幅度、相位抖动以及接收机失锁之间的相关性,最后提出相应的规避策略,期望为后续测控设备的电离层闪烁防护预警研究提供一定的借鉴和参考。     

电离层闪烁对GNSS信号影响的相位屏仿真方法

建立了利用相位屏模型实现的全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)闪烁仿真方法.仿真包括随机相位屏的产生和抛物波方程求解.相位屏产生中,通过将零均值的Gauss白噪声通过特定滤波器(根据闪烁功率谱密度函数设计)的方法产生二维随机相位分布;抛物波方程求解中,通过分步法求解抛物波方程获得接收机处的卫星信号复振幅.上述过程考虑了信号倾斜传播路径、不均匀体特征参量等因素, 这些因素可由实测数据估计获得.利用中国低纬地区典型闪烁事件期间的GNSS观测数据提取闪烁相关参量, 并用于闪烁仿真.从信号强度时间序列、幅度相位统计特性、谱特征等多个方面, 对仿真和实测结果进行比较.结果表明, 建立的GNSS信号闪烁仿真方法可以有效复现电离层闪烁影响下的GNSS信号, 仿真信号符合理论变化规律, 且与实测数据结果具有一致性.由此表明了建立的GNSS信号闪烁仿真方法的有效性.     

Coded transmissions for space links affected by solar scintillation: Baseband analysis

A thorough analysis of the behavior of error‐correcting codes over space links affected by solar scintillation is presented. The relevant channel parameters are fixed through the development of a model based on real missions' data. Both telecommand and telemetry links are considered in fast and slow fading conditions. Besides classical coherent modulation schemes, the possibility to use noncoherent modulation schemes is considered, to eliminate the problem of phase tracking. For the case of channels with very slow fading, the use of external interleavers or erasure coding is proposed to cope with error bursts.     

高频海态监测中几种电离层杂波特性及成因分析

电离层杂波是制约高频海态监测雷达探测性能的因素之一,为进一步深入分析电离层杂波特性及成因,提出了对电离层探测信息的杂波分析方法.该方法在传统利用雷达回波进行分析的基础上,引入电离层垂直探测信息,综合应用电波传播理论,对电离层杂波进行分析.给出了常规F层杂波和出现概率较高的Es层强杂波、“微笑”型杂波的特性及产生机理.通过仿真分析和试验数据验证,证明上述分析方法和结果有效,可为电离层杂波抑制提供支撑.     

Concatenated coding schemes and interleaving techniques over Rayleigh fading ionospheric channels

In this paper the performance of a concatenated coding scheme is evaluated over a slow Rayleigh fading HF ionospheric link with additive white Gaussian noise (AWGN). Well‐known Ungerboeck TCM techniques onto an 8‐PSK signal set are used as inner codes and Reed–Solomon block codes as outer codes. The coded/modulated signal is further differentially encoded before transmission to combat random phase changes. Block interleaving techniques are necessary to randomise long bursts of errors caused by the fading channel. The performance of the proposed concatenated coding system is investigated for various Doppler spreads. Significant coding gains are achieved over uncoded, diversity or other conventionally coded systems with a small bandwidth expansion. Finally the interesting effects of interleaving on the behaviour of the proposed systems are analysed. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.