【技术实现步骤摘要】
一种低频率GNSS电离层闪烁因子的有效性验证方法
[0001]本专利技术涉及一种验证低频率GNSS电离层闪烁因子有效性的方法,尤其适用于适用于监测电离层闪烁天文灾害的一种低频率GNSS电离层闪烁因子的有效性验证方法。
技术背景
[0002]电离层闪烁是赤道和极区频发的一种天文灾害,是近年来空间科学面临的一大难题,对人类社会可持续发展构成了重大威胁。准确监测电离层闪烁,对于掌握其变化规律,预防电离层闪烁天文灾害的不利影响具有重大现实意义。当前,电离层闪烁监测研究的主流设备通常采用电离层闪烁监测接收机,简称ISMR。ISMR可给出高精度的电离层闪烁因子,它是对电离层闪烁强弱的定量表征。但ISMR价格较贵,且采样频率多设在50Hz,需要较大的存储空间,进而限制了布站数量,尚无法利用ISMR进行全球电离层闪烁研究。
[0003]相比ISMR,测地型接收机价格更为低廉,采样频率低,分布更为广泛,全球布站多大数万个。提取基于测地型接收机的电离层闪烁因子,更有助于对全球电离层闪烁开展完备监测。近来年,研究人员提出了众多的基于低采样频率的GNSS电离层闪烁因子。Pi等利用历元间差分载波相位无几何关系组合估算斜路径总电子含量的方法,消除了低频率误差对提取电离层闪烁信号的影响,构建了ROTI因子。Juan等对无几何关系组合做历元内全部可视卫星加权平均,并引入周跳探测与修复方法,提取了可反映电离层活动强度时空变化信息的AATR因子。Nguyen等采用0.1Hz截止频率的巴特沃斯滤波技术,分离了多路径效应对电离层闪烁因子的不利影响。 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种低采样频率GNSS电离层闪烁因子的有效性验证方法,其特征在于:S1、获取电离层闪烁监测接收机ISMR的电离层闪烁因子数据、日出日落时间数据以及表征太阳和地磁活动物理参数,然后对以上数据及参数进行预处理,剔除多路径效应,以及f10.7指数和Ap指数数据中存在断点的不利影响;S2、选择具有电离层闪烁监测接收机的观测站获取的1Hz采样频率数据,通过文献获取待验证的低采样频率电离层闪烁因子,利用相关性分析方法,统计待验证的低采样频率电离层闪烁因子的闪烁探测发生率,与通过ISMR电离层闪烁因子探测的电离层闪烁发生率,之后将闪烁探测发生率与电离层闪烁发生率进行比较分析,若待验证闪烁因子探测出的电离层闪烁发生率与ISMR给出的电离层闪烁发生率相关性高且差值不大于0.5%,则认为待验证的低采样频率电离层闪烁因子有效性高;S3、最后对太阳辐射和地磁活动相关性统计分析,通过分别研究太阳辐射和地磁活动指数与日、时电离层闪烁发生率的相关性,若活动指数与日、时电离层闪烁发生率的相关性较高,太阳辐射与日、时电离层闪烁发生率的相关性较高,说明由待验证闪烁因子探测出的电离层闪烁因子的发生的驱动因素与ISMR电离层闪烁因子给出的驱动因素相同,由此可以判断待验证的低采样频率电离层闪烁因子有效性高,反之则判断待验证的低采样频率电离层闪烁因子有效性低。2.根据权利要求1所述的一种低采样频率GNSS电离层闪烁因子的有效性验证方法,其特征在于ISMR电离层闪烁因子数据、日出日落时间数据以及表征太阳和地磁活动物理参数的预处理,包括如下三步:首先剔除多路径效应对ISMR电离层闪烁因子的影响:即利用IGS提供的精密星历文件和测站的坐标计算选择出的具有电离层闪烁监测接收机的观测站上空每个卫星的高度角,删除高度角小于30
°
的ISMR电离层闪烁因子,从而提取出受多路径影响较小的ISMR电离层闪烁因子,并将ISMR电离层闪烁因子作为评估低采样频率GNSS电离层闪烁因子有效性的参考值;然后利用JeanMeeus所提出的天文算法计算用来验证低采样频率GNSS电离层闪烁因子的测站太阳时角,并根据选择的一处配备有ISMR接收机的GNSS测站位置所处时区,计算太阳日出和日落的地方时;最后用加拿大自然资源局提供的f10.7指数表征太阳活动强弱,用德国地学中心提供的Ap指数和并址磁测站提供的当地地磁数据表征全球和当地的地磁活动强弱,由于f10.7和Ap指数数据中存在断点问题,因此找出断点所在,并将缺失的数据赋值为空,从而避免其不良影响。3.根据权利要求1所述的一种低采样频率GNSS电离层闪烁因子的有效性验证方法,其特征在于待验证的低采样频率GNSS电离层闪烁因子和ISMR的闪烁发生率为:以天为单位获取待验证闪烁因子的日电离层闪烁发生率P,发生率的计算方法如下,其中,P表示闪烁发生率,发生闪烁的历元即该历元的待验证闪烁因子幅值大于ISMR电离层闪烁因子的阈值0.2rad,待验证的低采样频率GNSS电离层闪烁因子的阈值通过现有文
献获取,该阈值用以判定某...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵东升,李旺,张秋昭,唐旭,王潜心,张克非,
申请(专利权)人:中国矿业大学,
类型:发明
国别省市:
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