电离层TEC日落阶段涨落异常增强现象研究

重点报道了一种TEC信距测量的夜间抖动异常现象，分析了这种现象的观测特征，指出了夜间GPS伪距观测是的异常抖动，特别是日落后时段GPS伪距观测量的散开十分严重的乐是个别的偶然现象，在考察了周围环境之后初步排除了这种现象是由周围地物引起的可能性，而进一步与电离层不均匀体（Spread-F)的特征，特别是它发生率最大的地方时进行比较，认为这是一种电离层效应，由大尺度的电离层不规则结构造成的散射很可能是这种夜间散开的主要原因。本文仅就单站GPS观测资料认证了这种夜间强烈抖动的存在，分析了北京上空电离层中发生的不均匀体或各种扰动对GPS信号的可能影响及其观测特征，指出了夜间GPS伪距观测量的异常抖动，特别是日落后时段GPS伪距观测量的散开十分严重的现象，可以用于电离层不规则结构的研究。由于GPS设备比较简便，数据量大，精度高，适用于各种环境等特点，我们发展的单站数据分析方法可能会对研究电离层TEC夜间涨落异常增加现象，包括地域，时间上的统计特性比较有利。     

射电天文中甚高频干涉仪系统电离层修正的一些注释

本文结合射电天文中具体测量方法并考虑甚高频干涉仪系统参数与电离层参数间的关系,讨论了电离层各种修正方法的含意.结论为:(1)实时实地地测量电离层参数并以同一时间尺度对观测数据作电离层改正是评比各种方法的依据.(2)在信噪比足够的情况下,电离层模型法和双频法用10秒钟的平均观测数据作电离层修正是合理的,但在标准源校准法中,取Dmax=1km,要用约3分钟的平均观测数据作电离层修正才是合理的.(3)当不规则性尺度较基线为长时,标准源校准法可良好地消除它的影响;反之,闭合相位技术可有效地消除它的影响.(4)如果实现双频观测,则双频法是一个有效地消除电离层影响的方法.     

利用北斗观测数据实时监测中国区域电离层变化

北斗卫星导航信号采用三个频点工作,可以利用伪距双频组差方法解算电离层电子含量,为实时监视中国区域电离层变化提供新的技术手段.中国中低纬度处于电离层赤道异常变化区,在北纬20°±5°区域时常发生较大梯度的电离层变化.利用北斗实时多频伪距和相位观测数据,采用相位平滑伪距方法计算电离层穿刺点电子含量,分析通过北斗系统GEO卫星监测的电离层周日变化特性;采用多面函数方法拟合中国区域1°×1°分辨率的电离层延迟量,每5min绘制一幅中国区域电离层图,观测区域所有电离层穿刺点拟合残差RMS为2.778TECU;分析北斗系统实时监测中国区域电离层异常情况,当发生电离层异常变化时,相邻两天的VTEC（Vertical Total Electronic Content）峰值相差约60TECU.      

典型电离层多普勒记录及其讨论

由于地面电离层多普勒频率偏移测量具有时间连续、设备相对简便等固有特征，它特别适合于扰监测。本文在整理北京大学电离层高频多普勒台站观测资料的基础上，给出了一些典型电离层多普勒效应观测现象，这些现象反映了多普勒的细致分析对电离层形态学研究有其特殊意义。利用IRI模型，对多普勒频移的太阳耀斑效应及电离层不规则结构对多普勒频移的影响进行了模拟计算，理论结果与观测基本一致，从而大体上解释了这些响应的物理机制。论文最后对观测到的一种特殊的记录类型－－S型描迹的具体成因作了详细的分析和讨论，指出在一定条件下，以一定相位速度水平传播的声重波可以产生这类记录，给出了相位速度和振幅等声重波参数与记录描迹形状的关系，这对从多普勒频移记录推演电离层中的波动特征有一定的帮助。     

电离层不规则结构对GPS性能的影响

电离层不规则结构的存在可引起无线电信号的幅度和相位发生随机起伏, 这 种电离层闪烁现象会影响全球定位系统(Global Positioning System, GPS)的 性能, 降低定位精度, 严重时导致信号失锁. 电离层不规则结构对GPS性能的 影响涉及电离层物理、接收机设计和表征卫星几何分布的精度衰减因子(Dilution of Positioning, DOP)等多方面因素. 本文通过对表征电离层不规则结构参数 的分析, 根据GPS接收机跟踪环路和闪烁信号模型, 综合研究了电离层闪烁对 GPS接收机载波跟踪环和码跟踪环跟踪误差的影响; 结合实际观测, 评述 了电离层不规则结构对单频和双频GPS接收机定位性能的影响, 在此基础上 提出了有待深入研究的问题及具体建议.      

2009年7月22日日全食电离层效应观测

首次利用廊坊中频雷达和武汉、嘉兴、廊坊等三站GPS对2009年7月22日日全食电离层效应进行了观测．日食期间,中频雷达D层78km高度上电子密度减小了约67％,电子密度为200cm^-3的高度上升了近10km,GPS／TEC减小了1TECU左右,其变化的最大相位与日食最大相位几乎同步;日食后,观测到周期为2个多小时的电离层扰动现象．     

基于多种观测手段的东亚低纬电离层不规则体事件分析

利用海南台站（19.5°N,109.1°E,dip:13.6°N）和磁赤道区的多种地基和天基观测数据,对2011年11月20日观测到的电离层不规则体事件进行了分析.海南台站VHF雷达、电离层闪烁和数字测高仪的综合观测结果表明,当天日落附近发生了强的电离层不规则体事件,主要表现为雷达羽和强闪烁的形态.结合磁赤道区GPS和C/NOFS卫星观测结果进行分析可知,海南台站日落附近出现的雷达羽和强闪烁与南海磁赤道区产生的主等离子体泡存在明显联系.      

地磁暴期间北半球高纬度地区电离层变化特征及对精密定位的影响

基于加拿大地区高纬度电离层观测网的电离层闪烁观测数据,分析了2018年8月26日地磁暴事件引发的北半球高纬度地区电离层总电子含量（TEC）异常变化、TEC变化率指数（ROTI）及电离层相位闪烁的变化特征.结果表明:加拿大地区最大异常值约6 TECU,磁暴引发全球电离层TEC异常峰值高达20 TECU;加拿大地区电离层相位闪烁发生率最大增至12.6%,而磁静日期间约为1%;强电离层闪烁期间,电离层相位闪烁指数与ROTI之间具有较强的一致性.对GPS双频精密单点定位（Precise Point Positioning,PPP）结果进行分析发现:无闪烁期间定位误差随测站纬度的增高呈现出增大趋势,但均方根误差小于0.4m;闪烁发生期间各测站的定位误差均显著增大,水平和垂直方向定位误差分别增至约0.9m及1.7m.      

FAST VLBI系统和观测研究

世界上最大的单口径射电望远镜FAST已经完成验收并正式运行,而甚长基线干涉观测是FAST的核心课题之一,FAST可以为甚长基线观测网提供重要贡献。为了发挥FAST在甚长干涉观测网中的作用,总结了国际上其他大型射电望远镜的主要研究成果,结合FAST的特点,挑选适合FAST的研究课题;介绍了FAST现有的VLBI观测系统,和天马望远镜进行的VLBI干涉条纹;讨论了FAST VLBI系统的发展,包括未来适合FAST参与的VLBI观测网。研究最终挑选到了适合FAST VLBI的6个研究课题;应用FAST与天马望远镜获得了首条VLBI干涉条纹;FAST在CVN、EVN、LBA的VLBI观测方面,可发挥其极高灵敏度的优势;研究发现附近的小天线可为FAST参加相位参考观测提供帮助。     

电离层对星载SAR影响的多相位屏仿真方法

利用多相位屏技术对电离层色散、相位闪烁、幅度闪烁等影响的P波段星载SAR(Synthetic Aperture Radar)回波进行了仿真.将电离层建模为只改变信号相位的多个薄屏,信号在屏之间的衍射效应实现电离层的幅度闪烁和相位闪烁.衍射结果由斜入射条件下球面波的抛物方程在自由空间的解析解得到.穿过多相位屏的信号复振幅中包含了电离层色散、相位闪烁、幅度闪烁等影响.回波信号通过发射信号的频谱与受电离层影响的复振幅相乘得到.仿真表明,该方法可以真实反映电离层色散、相位闪烁、幅度闪烁等效应,为研究电离层影响下的星载SAR成像提供真实可靠的数据.     

传播效应对干涉仪的影响

以不同基线长度的干涉仪为准,从大气折射、二次波的影响和天线遮挡等三方面讨论了旋转综合孔径中的传播效应。文中给出了大气折射引起的超额路径差的估算式,地面反射波存在的条件和它引起的相位差计算式,以及考虑空隙不足有绕射损耗时天线遮挡的临界角的计算式。用一些典型数据计算了传播效应的影响,得出了一些主要结论。      

Two-spacecraft observations of reconnection at the magnetopause: Model results and data comparison

We revisit an example of “quasi-steady” magnetic reconnection at the dayside magnetopause on February 11, 1998, observed by Equator-S and Geotail at the dawnside magnetopause. Phan et al. [Phan, T.D. et al., 2000. Extended magnetic reconnection at the Earth’s magnetopause from detection of bi-directional jets. Nature 404, 848–850.] reported oppositely directed jets at these spacecrafts and inferred a length of the reconnection line of about 38R_E. Pinnock et al. [Pinnock, M., Chisham, G., Coleman, I.J., Freeman, M.P., Hairston, M., Villain, J.-P., 2003. The location and rate of dayside reconnection during an interval of southward interplanetary magnetic field. Ann. Geophys. 21, 1467–1482.] used measurements from SuperDARN radars to show that the reconnection electric field was variable. Here we complement this work by obtaining snapshots of the reconnection electric field from the in situ observations. To do this, we apply a reconstruction method based on a model of compressible Petschek-type magnetic reconnection. This independent method uses magnetic field observations as input data to calculate the reconnection electric field. We obtain average values of E_rec in the range of 0.4–2.4 mV/m. Further we infer a distance perpendicular to the reconnection line of 0.4–0.6R_E. The model results are compared with the two studies mentioned above. It thus appears that while the transfer of momentum for this event is indeed large-scale, the actual rate depends on the time it is measured.     

Reverberation time lags in the high luminosity quasar PG 1247+267

Virial estimates of the black hole mass in the center of AGNs, derived from single-epoch observations of luminosity and emission line widths, are now available for several thousands of objects at all redshifts and luminosities, so that studies of the cosmological evolution of the AGN mass function are becoming possible. These estimates are based on the empirical luminosity-size relation measured through reverberation mapping at low redshifts and luminosities. For this reason the spectrophotometric monitoring of 4 luminous quasars was started in 2003, with the 1.8 m telescope of the Asiago Observatory. To measure the reverberation time lag we adopt a method, recently introduced by Zu et al. (2011), which takes advantage of the available statistical information on variability autocorrelation and makes simple assumptions on the continuum-emission line transfer function. We present the estimate of the broad line region size for the quasar PG 1247+267, which is the most luminous object with reverberation measures to date. Virial products computed for C iv and C iii] emission lines provide consistent results. A possible flattening of the size-luminosity relation for C iv at high luminosity is suggested.     

一种实现大角度打击的制导律设计

针对导弹带落角约束条件的作战要求,基于Lyapunov稳定性原理设计了一种既能准确命中目标又能保证大落角的制导律.该制导律将末端角度约束转化为弹目视线角约束,其表达式包含两部分,分别是基于弹目视线角速度的反馈,及弹目视线角与期望视线角之差的反馈.通过合理地调节二者的比例关系,即可保证该制导律在可用过载范围内以期望的大落角击中目标.此制导律形式简单,便于工程实现.此外,充分考虑了导弹的机动性能和导引头特性,给出了末制导律引入时的最佳初始条件.通过某型导弹的弹道仿真,验证了该制导律的有效性.      

磁层顶极尖区的理论探讨

本文解出了三维磁层顶的Chapman-Ferraro模型。证明极尖区有一条极尖线,长约40°。磁尖线上磁层顶呈尖角。磁层磁力线由极尖线上各点通往磁层顶。通常所谓中性点,足极尖线在日地子午面的截点。      

X射线脉冲星4U 1538—52 的时间和能谱特性

本文处理分析了EXOSAT卫星对4U1538-524次中能观测资料,并结合其他观测结果对4U1538-52的时间和能谱特性作了分析和解释:中子星自转仍在减慢;能谱为幂律谱,Tenma卫星以后的观测未见Fe发射线;X射线dip现象可解释为一前景星对中子星的遮掩而形成;X射线爆发在不同的轨道位相出现,持续近1小时;在1keV附近似有一发射线。      

随机多导体传输线电磁辐射的统计分析

针对含随机参数的互连线缆电磁辐射计算问题，提出了一种基于混沌多项式展开和偶极子近似法的多导体传输线电磁辐射统计分析方法。利用正交多项式的性质对随机多导体传输线方程进行展开，结合边界条件求解得到传输线沿线电流，利用偶极子近似法和镜像法计算传输线电流引起的总辐射。仿真结果验证了所提方法的准确性，与传统的蒙特卡罗方法相比，计算效率得到大幅度提高。所提方法对于预测系统内含随机参数的线缆辐射场，评估线缆电磁辐射和检验系统性能指标，有一定的参考价值。      

Correlation between solar flare productivity and photospheric vector magnetic fields

Studying the statistical correlation between the solar flare productivity and photospheric magnetic fields is very important and necessary. It is helpful to set up a practical flare forecast model based on magnetic properties and improve the physical understanding of solar flare eruptions. In the previous study ([Cui, Y.M., Li, R., Zhang, L.Y., He, Y.L., Wang, H.N. Correlation between solar flare productivity and photospheric magnetic field properties 1. Maximum horizontal gradient, length of neutral line, number of singular points. Sol. Phys. 237, 45–59, 2006]; from now on we refer to this paper as ‘Paper I’), three measures of the maximum horizontal gradient, the length of the neutral line, and the number of singular points are computed from 23990 SOHO/MDI longitudinal magnetograms. The statistical relationship between the solar flare productivity and these three measures is well fitted with sigmoid functions. In the current work, the three measures of the length of strong-shear neutral line, total unsigned current, and total unsigned current helicity are computed from 1353 vector magnetograms observed at Huairou Solar Observing Station. The relationship between the solar flare productivity and the current three measures can also be well fitted with sigmoid functions. These results are expected to be beneficial to future operational flare forecasting models.     

基于相对最值点的最小二乘直线检测方法

为了解决传统目标检测中遇到的检测速度慢、精度低等问题，本文提出一种新的图像特征——相对最值点，并依据相对最值点提出一种新的最小二乘直线检测的方法。该方法首先搜索Canny边缘的闭合包络，并寻找闭合包络的相对最值点。包络上相邻相对最值点之间长度满足阈值要求的即为疑似直线的两端点，进而利用最小二乘拟合方法获得该疑似直线的拟合方差，最后利用拟合方差与拟合直线长度之比作为直线判定的标准用来检测出图像中的直线。实验表明，本方法与传统方法如PPHT直线检测、LSD直线检测方法等相比，检测直线的精度更高，检测速度更快。     

基于仅光学观测的短弧关联分析方法

初始轨道确定是空间目标编目的一个重要部分，尤其在光学仅角度观测下是极具挑战性的。光学观测在短弧的情况下很难进行有效的初轨确定，解决短弧问题的一个重要手段是将不同时刻获取到的短弧数据进行关联匹配，找到属于同一个目标的观测数据。以容许域的方法为基础，通过找到拟合多组观测数据的最优轨道的方式来确定角度预测值和角度测量真实值之间的最小误差。其次，根据对观测误差统计特性的研究，从理论上验证了线性化误差传播方式在短弧数据应用上的可行性，并给出合理的误差限，通过卡方检验的方式确定弧段之间的关联性。同时，给出了所提出的短弧关联分析方法应用于LEO，HEO，MEO，GEO轨道的结果，并描述了应用于长间隔低轨道目标观测数据上的困难，提出了用角度预报值的误差特性规律对低轨目标关联进行改进的方法，结果表明对于LEO观测短弧的关联性识别的成功率由原来的87%提升到99%。