2006年12月13日太阳射电暴对GPS观测的影响

日地空间环境不仅影响航天器运行和安全, 也是导航、定位和通信等无线 电应用系统主要的误差源. 其中来自太阳L波段的射电暴被认为是全球导航卫星 系统(GNSS)稳定和性能的潜在威胁因素, 当L波段射电爆发达到一定阈值时, 将给用户带来不同程度的射电噪声干扰, 严重时会引起接收机失锁和定位服务 中断. 本文对2006年12月13日太阳射电暴对GPS造成的影响进行了研究, 利用太阳射电 观测数据、L波段闪烁观测数据和向阳面不同区域的GPS观测网数据, 分析 GPS观测对射电暴的响应. 结果表明, 此次事件对GPS观测产生了明显的影响, 射 电暴期间GPS发生幅度闪烁事件和明显失锁现象, 多个台站上空的多颗GPS 卫星 信号完全中断长达6min左右, 且多个台站上空锁定的卫星数目小于4颗, 使 得GPS定位完全失效. 相对而言, 射电暴期间日下点附近的GPS台站受到的影响 比远离日下点的大.      

基于空间矢量天线的太阳低频射电爆发探测研究

目前已有空间探测器对太阳的甚低频射电爆发进行的探测主要是频谱观测,针对太阳低频射电爆发的成像观测仍然是空白,利用空间矢量天线可以对太阳低频射电爆发(包括Ⅱ型和Ⅲ型暴)进行空间定位和一定的成像观测。研究针对空间(甚)低频射电探测器对太阳射电爆发的探测,提出了利用三极子矢量天线对太阳爆发进行定位的算法;基于部分空间甚低频设备的观测数据,在不同条件下对算法进行了仿真,同时针对"嫦娥四号"上的甚低频射电探测器(同样采用了三极子矢量天线),分析了其探测太阳低频射电爆发的能力。结果表明:当信号的信噪比达到10 dB以上时,矢量天线可以实现度量级的定位精度,并进一步分析了空间低频探测器探测太阳低频射电爆发的能力。     

太阳微波爆发动态频谱仪

介绍了北京天文台已投入观测的1.0—20GHz,2.6—3.8GHz太阳射电频谱仪及1999年投入观测的5.2—76GHz太阳射电频谱仪。它们是第23周太阳活动峰年我国太阳物理界的重要观测设备已投入观测的频谱仪获得不同类型的太阳射电爆发资料分别为171个和146个,这些事件在时间和频率上有丰富的幅度和结构的变化。不同太阳射电爆发反映太阳大气不同高度上耀斑的时间和空间的演化过程,为研究不同大气高度中耀斑物理动力学过程、能量释放、粒子加速提供了更多的依据。      

1991年太阳L260°活动概况及其射电的特征

本文介绍了太阳L260°活动概况,并计算了黑子群的位置漂移及对应的射电缓变源.北京天文台2.84GHz射电望远镜在该活动区观测到8次特大的射电爆发(流量超过1000s.f.u.),其中4次(1991年5月16日,6月9日,6月11日,8月25日)射电爆发时变曲线十分相似而且这些微波爆发都与Ⅱ型Ⅲ型Ⅳ型米波爆发有良好的对应.可能说明该活动区所对应的日冕在长时间内存在一种磁场位形结构,这种磁场位形结构容易产生日冕物质抛射.      

太阳微波爆发与高能质子的共生过程

本文根据近年来对太阳射电爆发与高能质子／γ射线谱线辐射等观测资料的统计分析,得出不同型别的太阳射电爆发中以微波爆发与γ射线辐射／质子事件发生过程中的高能质子共生率最高,趋近100％,这一结果,否定了以前认为米波Ⅱ型或米波Ⅳ型爆发拥有产生高能质子必要条件的看法;指出：上述微波爆发可以细分为脉冲型和微波Ⅳ型（Ⅳμ型）,它们的物理条件不同,共生关系的表现特征也不尽相同;并且对上述共生现象的物理过程作了初步的解释和探讨．     

射电爆发显著事件与Ⅱ型爆发

本文分析了北京天文台2840MHz射电望远镜,1989年1月-1993年12月期间观测到的太阳射电爆发的显着事件与米波Ⅱ型、Ⅳ型爆发的对应关系,从相关结果来看,爆发的峰值流量越高△T越短,这说明当太阳流量越大,高达500s.f.u.以上时,Ⅱ型爆发会在爆发的峰值前后很短时间内发生,可能与粒子的加速有关。      

一次较大的太阳物质抛射的光学与射电研究

用H_α色球、射电运动频谱、射电日像和米波、分米波、厘米波段上的七个单频射电总流量的观测资料及地磁记录,对1982年1月22日太阳西边缘的物质抛射事件做了综合分析.用流量变化率曲线讨论了爆发特点.在绝热假设下推得抛射物质团在1.16R_⊙附近的内部磁场为12G,总电子数为1038,总能量为7×1029erg.事件的总抛射物质～1014-1015g,总能量～2×1030erg.      

北驼峰区电离层GPS卫星闪烁事件时空特征及对通信的影响

基于子午工程北大深圳站（22.59°N,113.97°E）电离层GPS双频接收机在2011年1月1日至2017年12月31日连续7年的长时间序列闪烁和TEC观测数据,分析不同太阳活条件下华南赤道异常北驼峰区观测到的GPS卫星L波段电离层闪烁事件时空分布特征及其对通信的影响.结果表明:GPS闪烁事件几乎都发生在夜间,且主要发生在春秋分月份;在不同太阳活动条件下,夜间GPS闪烁事件都主要发生在北驼峰区域靠近磁赤道的一侧,且GPS闪烁事件存在明显的东-西侧天区不对称性,即在台站西侧天区发生的闪烁事件明显偏多;在不同太阳活动条件下,弱闪烁事件伴随的TEC耗尽和卫星失锁事件比例相对较低,强闪烁事件则大部分都伴随着TEC耗尽和卫星失锁事件的发生.      

VLF相位突然异常与太阳X射线事件相关性的分析

本文通过实测的VLF信号的SPA事件的数据和太阳X射线爆发通量密度之间的相关分析,建立了它们之间的数值关系.由于在SPA事件时,电离层高度的变化与太阳X射线爆发的通量密度之间的相关性很好,可以利用SPA事件的数据来估算太阳X射线爆发的强度.因为大气的吸收,在地面上不能直接观测X射线强度.作为一个实例,用推出的数值关系,计算了1982年6月3日的一次SPA事件,并与X射线爆发的数据作了比较.      

1000兆赫≤f≤9400兆赫太阳射电流量与黑子数的关系

本文给出了9400、3750、2800、2000和1000兆赫太阳射电流量与黑子数的统计相关关系式,采用了最小二乘法、百分最小二乘法和复合最小二乘法三种处理方法.结果表明:百分最小二乘法得出的三次方程为最佳拟合关系式.由此得出的宁静太阳射电频谱与用射电干涉仪实测结果符合.      

近地空间短波红外恒星探测信噪比分析方法

针对星敏感器在近地空间导航应用需求,开展了短波红外恒星探测信噪比分析方法研究。基于恒星目标与天空背景辐射特性,构建了恒星探测信噪比模型,并结合光学系统及图像传感器参数完成了仿真试验。结果表明,同一星等及太阳天顶角下,Ks波段下的恒星探测信噪比最大,H波段次之,J波段最小;同一太阳天顶角及波段下,星等越小,恒星探测信噪比越大;同一星等及波长下,太阳天顶角越大,即恒星与太阳之间角距越大,恒星探测信噪比越大。本文可为新一代近地空间全天时星敏感器系统的方案设计、指标论证、评估应用提供可靠的理论方法与技术支持。     

北斗长河组合导航伪时差测量与ASF修正

通过时间比对手段把长河二号和北斗一号两个导航系统的原子钟组成一个参考时间尺度,测量导航信号由天线发出时刻相对于同一参考时间尺度的时差改正数,通过卫星微波或地面长波信号把改正数发送给用户接收机,经解调解码,就可以进行北斗长河组合导航的伪时差测量,从而解算接收机的位置和钟差。用模式计算和实测相结合的方法解决长河信号的传播的ASF改正问题,是提高组合导航定位准确度的有效手段。     

毫秒级资料处理的新方法：1991年5月16日2.84GHz太阳资料分析

本文对1991年5月16日事件的资料进行了数据处理,不仅证明毫秒级资料可以通过平均平滑还原为秒级,还表明经1990年修改后的2.84GHz接收机输出的不同时间常数资料内部是自洽的。同时对太阳毫秒级资料作带通滤波将不同时间尺度的快速起伏分离出来。虽然在1991年5月16日的太阳资料中仅能发现亚秒级的起伏,但这种新的资料处理办法对今后的太阳射电快速起伏资料研究与证认是有帮助的。     

1986年2月的高太阳活动研究──Ⅳ日地扰动事件耦合初析

利用光学、射电、软X射线和硬X射线观测资料,对1986年2月系列太阳爆发中最大的两个耀斑作相似与相异性的分析,解释它们近地空间效应的区别,对该系列太阳爆发事件和叠加在一起的地球事件作认证研究.      

基于GPS遥感的延迟映射接收机关键技术

全球卫星定位系统GPS(Global Positioning System)广泛应用于定位和导航,还可利用海面对GPS信号产生的散射效应进行微波遥感,是一种新型微波遥感手段.首先介绍了GPS海洋遥感测风技术产生背景及特点,给出了GPS散射信号测量技术理论基础,重点分析了延迟映射接收机设计中提高采样信号信噪比、双射频前端电路设计、计算反射点延迟、接收机工作模式、内嵌软件处理等5项关键技术.设计的延迟映射接收机样机在天津近海完成了首次搭载飞行试验,试验结果表明,延迟映射接收机可同时接收直射和海面散射卫星信号并输出导航定位解,正确计算镜面散射点码延迟,准确接收海面散射的GPS卫星信号,且散射信号信噪比达到了14.9 dB以上,接收机输出为反演海面风场提供了准确的基础数据,这种方式可推广到遥感探测陆地土壤湿度、海冰厚度、海浪高度等领域.      

基于PCA方法对太阳活动区主要参量的分析

太阳耀斑与太阳质子事件的发生通常与太阳活动区存在非常密切的关系, 对这种关系的深入分析有助于太阳耀斑和太阳质子事件预报模型的建立. 本文利用主成分分析(Principal Component Analysis, PCA)方法对1997-2010年太阳质子事件所在活动区的主要参量进行分析, 选取的参量包括黑子磁分类、 McIntosh分类、太阳黑子群面积、10.7 cm射电流量、耀斑指数、质子耀斑位置和软X射线耀斑强度. 结果得到81个太阳活动主成分得分值排序(得分值代表每个事件的强弱), 与太阳质子事件峰值流量、太阳黑子年均值以及10.7 cm射电流量年均值的对比显示相似度非常高, 表明主成分得分值一定程度上可以反映太阳活动的强弱规律.      

太阳微波爆发频谱事件

国家天文台1.0-2.0GHz,2.6-3.8GHz太阳射电频谱仪从1994年1月和1996年9月投入观测至2000年4月10日记录到太阳射电爆发分别为297个和316个，取得了高质量的高时间分辨率，高频率分辨率的动态谱资料，为研究耀斑各种尺度的时间及空间演化过程提供了丰富的信息，1998年4月15日的共同事件在时间和频率上显示了丰富的幅度和结构的变化。     

太阳质子事件的传播改正

应用太阳质子在行星际空间各向异性扩散传播模型,从质子事件的上升时间定出等效扩散系数,并用来对19周的太阳质子(Ep>100MeV)强度J进行传播改正并与太阳3～10kMHz射电爆发流量F进行相关统计。结果表明经传播改正后两者相关性显著提高,两者关系近似为:J=3.76×10~(-5)F~(2·00)     

卫星导航终端设备在真实卫星信号下的动态定位精度测试方法研究

卫星导航终端产品测试可分为室内模拟测试和实际信号测试，室内模拟测试信号与实际使用环境有较大差别，不能完全反映实际使用效果；而实际信号测试成本高，重复性较差。为了解决上述测试方法中的不足，本文提出了一种既可实现实际信号的采集，又可在相同环境下反复回放，进而能够高效完成导航终端产品实际使用性能测试方法。本方法基于全球导航卫星系统信号采集回放设备，搭建了包括测试车、实时动态差分基准站、实时动态差分流动站接收机、惯导单元、导航天线等设备的动态跑车测试系统，采集实际信号并在微波暗室中回放，以测试接收机的各项性能指标，为产品定型和性能比较提供参考依据。