武昌上空电离层频高图中的Lacuna现象

本文揭示和研究了武昌上空电离层频高图中的Lacuna现象, 这次现象除具有一般Lacuna现象的主要特征外, 显著的不同之处是出现在地磁活动较低的日子.同时研究了Lacuna出现当天的一些异常情况.几个罕见现象集中于一天之内, 可能有其偶然性, 但由此至少提示了这样一点, 即在磁静日特殊事件易于探测, 容易辨认.     

频高图Es层回波的自动识别

提出了一种基于决策树算法的自动识别Es层回波的方法以提高Es识别效率.通过自适应二值化以及中值滤波算法对频高图进行预处理,并提取有效的Es回波区域.利用Es层在虚高轴分布的规律,通过图像投影的方法选择出特征,将这些特征以及时间信息作为决策树算法的输入;通过人工识别方式为每幅频高图标明是否存在Es回波的标签,与决策树算法的输出进行比较.对训练集进行训练、剪枝,获取最接近人工识别结果的决策树,使用测试集对获取的决策树进行测试验证.本文使用云南普洱站（22.7°N,101.5°E）记录的频高图数据作为训练集,分别使用云南普洱站（22.7°N,101.5°E）和四川乐山站（29.5°N,103.7°E）的频高图数据作为测试集对该方法进行测试验证,结果表明该方法对普洱站和乐山站两地Es二跳回波的识别均具有较高的准确率,分别达到84.2%和82.8%.     

高精度多普勒频高图的获取和分析

电离层高频反射回波的多普勒频移是研究电离层扰动的一个重要参数.在数字测高仪探测中,高分辨率的多普勒频移一般在漂移测量中获得,但这种测量方式探测的频点少,不能获得扰动的高度剖面;而在频高图模式下,虽然工作的频点多,能够获得电子浓度的高度剖面的信息,但探测的多普勒频移的分辨率低,无法用来精确检测电离层扰动.实际的电离层高频回波一般为窄带信号,由此本文中提出了一种新的分析方法,利用DGS-256数字测高仪频高图模式下记录的16个多普勒通道的数据,通过反傅里叶变换还原成时域信号,采用最小二乘法估计相邻时间点的相位差,获得高精度多普勒频高图.作为实例,利用该方法分析武汉电离层观象台数字测高仪观测站的观测数据,得到了多频点的多普勒频移曲线.结果表明:在DGS-256数字测高仪频高图模式下能够得到高精度多普勒频高图,这在电离层扰动探测和研究中很有意义.     

磁暴期间中纬度电离层剖面结构变化的数值模拟

利用电离层理论模型模拟了磁暴期间热层大气温度、成分、中性风和电场扰动对电离层电子密度剖面结构，特别是峰值密度和峰值高度变化的影响，结果表明，热层大气温度变化所引起光化反应系数的改变对电离层剖面结构影响不大；热层大气成分特别是Ｎ２／Ｏ的变化能有效地引起密度剖面变化，Ｎ２增加足以使峰值密度产生所观测到的负相暴；由中性风和电场引起等离子体漂移是峰值高度ｈｍＦ２变化的主要原因，但对电子密度的影响不足以抵消     

南极长城站电离层变化的数值模拟

南极长城站夏季电离层日变化具有Weddell海异常现象．本文利用一个一维时变理论模式，对长城站夏季电离层f0F2和hm日变化进行了数值模拟.我们讨论了中性风和顶部输运通量对f0F2和hm的影响，认为模拟计算得到的f0F2值比实测值要大的一个主要原因是国际参考电离层给出的上边界值偏大.文章最后介绍了一个获得实际的f0F2和hm的方法.     

低电离层elves现象的模拟研究

建立了雷暴放电产生的电磁场在对流层-低电离层之间耦合的时变模式,并用模式研究elves现象的时空特征.模拟结果表明,雷暴放电产生的电场包括准静电场和辐射场,其中由放电电流脉冲产生的辐射场是产生elves现象的直接原因.辐射场的电场强度分布与偶极辐射产生的电场强度的分布相似,在雷暴放电的正上方电场较弱,在地面附近辐射电场较强.模拟结果还表明,elves现象在向外扩张时具有双峰或单峰结构,在摄像仪的底片上相应出现双环或单环结构.elves现象在83 km高度水平向外扩张的过程中,最大光辐射强度开始增大,然后逐渐减小.此外,利用球形电磁波假设,探讨了elves现象超光速水平扩张的原因.     

电离层等折射指数面速度剖面的无线电反演研究

本文对三种反演等值面运动速度的方法:(1)等效镜反射面的方法;(2)Bertel等提出的积分反演方法;(3)同时利用寻常波和非常波多普勒频移的反演方法进行了讨论。对给定的电子密度分布模型(卡普曼层)和等折射指数面扰动速度剖面进行了上述三种反演方法的自我检验。结果表明同时使用寻常波和非常波的多普勒数据的反演方法的结果的最好。     

多频GNSS电离层折射误差修正方法CSCD

针对电离层折射误差较大的特点,分别对GPS(Global Positioning System)和BDS(Bei Dou Navigation Satellite System)的单一频率的电离层折射误差进行了分析,并将不同频率进行线性组合,计算出组合后的电离层折射误差。此方法修正了双频一阶项、三频一阶项和三频二阶项电离层折射误差。由于电离层延迟修正的同时会放大观测噪声,为此分析比较了不同频率组合修正后的观测噪声,为最佳频率组合的选取提供了理论方法。     

星载单频GPS数据的电离层延迟改正方法分析

利用C/A码单点定位对LEO(Low Earth Orbit)卫星上的电离层延迟改正方法——"电离层比例因子法"进行了分析研究.计算的CHAMP卫星的轨道结果表明:采用电子密度峰值高度(hmF2,F2 region maximum electron density height)平均值和瞬时值计算的电离层比例因子α变化范围分别为0.3~0.4和0.2~0.65之间,两者最大差异可达0.3,相比较而言,hmF2瞬时值的结果更加合理,并且相应的大地高H方向的系统偏差要降低0.05~0.3m左右;与双频无电离层组合的普通单点定位结果相比表明该方法能较好地消除电离层一阶项所引入的H方向上的系统偏差;该方法适用的LEO卫星轨道高度范围大致在200~ 600km之间,当轨道高度超过700km时,该方法并不适用.     

电离层峰下结构的数值模拟

在考虑由扩散与中性风引起的动力学输运与有原子离子Ｏ＾＋（＾４Ｓ），Ｏ＾＋（＾２Ｄ）与Ｏ＾＋（＾２Ｐ）以及分子离子Ｏ２＾＋，ＮＯ＾＋，Ｎ２＾＋参加光化学反应的电离层－热层体系中，提出一个一维时变的电离层剖面数值模型，通过数值计算着重讨论了武昌地区Ｆ２层峰以下，尤其是Ｅ／Ｆ与Ｆ１／Ｆ２谷区的电离层形态与有关过程，得到如下结论：（１）对于原子离子，单一成分Ｏ＾＋（＾４Ｓ）的光化学反应与输运，也有助于形成     

电离图分片换算法中谷的处理

本文介绍用电离图的寻常波描迹换算电离层剖面.应用Gulyaeva的经验公式确定F层的底高,E、F层之间的谷电离区的模式等效为一平板层,以Budden的分片解法为基础对F层进行频高换算.用此方法对Herbert提供的几条参考剖面进行了比较,电子浓度所在高度的误差一般不超过±10公里(中纬地区).     

返回散射电离图的前沿提取方法

提出了返回散射电离图前沿提取的方法. 其中, 一层电离图前沿和两层电离图下面一层前沿是在消除干扰和噪声后的电离图上采用边缘识别方法进行提取的, 两层电离图上面一层前沿则是在仅经过干扰抑制的电离图上采用基于高斯型加权系数的能量梯度算法进行提取的. 本文提出的前沿提取方法准确率较高, 并且易于实现, 已在工程中得到应用.     

航天器结构动力模型修正中的缩聚方法

利用试验数据修正航天器结构动力模型时，使用缩聚方法使有限元自由度与试验自由度匹配。在总结Guyan缩聚法、改进缩聚系统法(IRS,Improved Reduction System)和模态缩聚法的基础上，该文独立导出了一种基于IRS的迭代缩聚方法。算例表明，迭代缩聚收敛速度较慢，但分析精度很高。     

一种模拟CCD星图的方法

星识别算法在空间飞行器自主姿确定系统中是不可缺少的。同时将ＣＣＤ所拍摄的星图作为算法的输入,无论是软件调试还是地面试验,抑或是对各种算法的评估,也是必不可缺少。     

基于模拟场景的接收机授时接口测试方法

介绍了接收机授时接口的工作原理,提出了一种基于模拟工作场景的接收机授时接口新型测试方法,通过设计程控IRIG-B时间码发生器模拟产生异常时码,测试了接收机授时接口的容错性,并以长期授时测试场景用例检验了接收机授时接口工作稳定性,解决了实验室条件下接收机数据时间戳乱序、长期工作中时间戳跳变以及接收机授时信号异常控制等授时接口测试的难题。     

星敏感器光轴热稳定性仿真分析方法

热稳定性用来衡量星敏感器光轴指向抵抗温度变化影响的能力,常用试验及仿真的方法进行分析验证.仿真方法因其高效率、低成本、可贯穿产品设计全周期等优点,已成为热稳定性分析验证的重要手段.开发了一种热 力 光联合仿真分析的方法进行星敏感器热稳定性计算.该方法集合了热分析、变形分析、成像仿真及热漂移计算等多项仿真分析过程.以某高精度星敏感器为例,进行了热稳定性计算,结果表明了该仿真方法的有效性.     

一种提高卫星相对轨道运动全物理仿真逼真度的新方法

现有的卫星控制系统全物理仿真很少对卫星绕地球的轨道运动进行模拟,即使在卫星间相对轨道运动的全物理仿真中也没有考虑地心引力差和惯性力项的存在,因此其逼真度受到了影响.提出一种在共面圆轨道近距离卫星相对运动全物理仿真中引入地心引力差和惯性力项的方法,提高了物理仿真实验的逼真度.     

信道模拟系统动态零值在线标校方法

利用信道模拟系统进行卫星导航系统仿真试验过程中,环境模拟通道的零值漂移会造成无法消除的系统误差,因此需要在仿真运行的过程中对通道零值进行在线标校.基于直接序列扩频体制时延标校接收机的传统零值标校方法,无法解决在线标校时通道零值与设定空间仿真传输时延耦合及多址干扰问题.根据环境模拟通道的空间仿真传输时延变化机理,提出了分离通道零值与设定空间仿真传输时延的方法,并对自校信号测量时的多址干扰强度及抑制方法进行了分析.经过理论分析和仿真计算,所提出的在线零值标校方法精度可达亚纳秒量级.