一、2000年7月14日特大耀斑引起的电离层TEC突然增强现象（论文文献综述）
黄佳伟[1]（2021）在《短期电离层TEC预报方法的研究》文中提出电离层是日地空间环境的重要组成部分,对无线电通讯、导航、卫星定位和人类的空间活动有着重要的影响。电离层总电子含量（Total Electron Content,TEC）作为描述电离层特征的重要参量,对其进行预测分析一直是电离层研究的重点课题。针对电离层TEC数据非线性、高噪声等特点,本文引入两种方法对数据进行预处理,以此建立电离层TEC短期预报模型。主要研究内容如下:（1）针对电离层TEC数据非线性、非平稳的特点,本文将经验小波变换（Empirical Wavelet Transform,EWT）应用到电离层TEC的短期预报当中,基于分解-预报-重构的思想,建立EWT-ARMA组合模型对不同太阳活动年间的TEC数据进行预报研究,同时建立EWT-Elman神经网络预报模型对不同地磁环境下的TEC数据进行预报研究,结果表明,EWT能够提高两种预报模型在不同环境下的电离层TEC预报精度。（2）针对电离层TEC数据离散性和无序性的特点,本文引进Prophet模型对电离层TEC数据拟合预处理,对拟合处理的数据与残差数据分别进行模型预报,以此提高预报精度。首先,建立Prophet-ARMA残差修正模型对IGS中心提供的2010年同一时段不同位置和同一位置不同时段的TEC数据进行预报分析;同时建立Prophet-Elman残差修正模型对不同太阳活动年间的TEC数据进行预报分析,结果表明,将Prophet模型应用到Elman神经网络的电离层TEC预报当中,能够有效地提高TEC的预报精度。（3）针对电离层TEC受太阳活动和地磁环境等因素的影响,本文利用EWT-Elman组合预报模型和Prophet-Elman残差修正模型对不同太阳活动、不同地磁环境、不同纬度位置以及不同季节变化的电离层TEC数据进行预报研究,并与ARMA模型和Elman模型的预报结果进行对比。结果表明,EWT-Elman模型和Prophet-Elman残差修正模型在不同环境下的预报效果更好,且在不同的环境下各有其模型预报的优势。
周煜林[2]（2021）在《强震前后电离层扰动星地联合分析》文中进行了进一步梳理随着卫星时代的到来,通过电磁卫星对地球电离层各参量进行监测和分析已经成为地震预报的重要手段,在地震预报方向应用十分广泛。我国于2018年2月成功发射张衡一号电磁卫星,大量监测数据亟待处理。同时我国针对地基台站的观测也早已展开,已经有几十年的数据积累。目前地震预报的方法多数均为单一数据,将卫星数据和地基数据结合处理和分析的方法尚不成熟,很多有效的电离层震前扰动并未被充分利用。本研究使用中国地壳运动观测网络（CMONOC）和美国喷气动力实验室（JPL,Jet Propulsion Laboratory）提供的GPS TEC数据、张衡一号卫星观测的电子密度、1Hz磁场数据以及SWARM卫星观测的1Hz磁场数据对震前电离层电子密度和磁场异常扰动现象进行分析,提高电离层地震前兆信息的提取和识别能力,为星地联合地震预测提供新思路。本文主要通过滑动四分位、极化比分析、滑动平均算法、小波变换对上述数据进行处理分析。针对不同的研究参量,我们选取了印度尼西亚的两次震例进行详细分析,具体研究内容如下:1.震前电离层TEC异常扰动本文基于CMONOC和JPL提供的GPS TEC数据和张衡一号卫星观测的电子密度,采用滑动四分位算法对2019年8月2日印度尼西亚苏门答腊岛南部海域Ms6.8地震前震中区域与其磁共轭区电离层TEC进行分析,并对印度尼西亚地震与其磁共轭区（中国四川地区）电离层TEC异常扰动的关联性进行了统计分析,结果如下:1)通过滑动四分位法对CMONOC和JPL提供的GPS TEC数据进行处理分析,发现2019年8月2日印度尼西亚苏门答腊岛南部海域Ms6.8地震前一周（即7月25日）在震中区域和其磁共轭区域（即中国四川地区）上空均出现了剧烈的、大规模的TEC异常扰动现象。2)以张衡一号卫星2019年7月、8月所有重访轨道（去除空间天气指数超限的轨道）观测到的电子密度作为背景,发现7月25日震中附近一轨的电子密度数据在震中区域（10°S-5°N）及其磁共轭区（15°N-30°N）均形成了电子密度峰值,且在（10°S-30°N）范围内电子密度均高于背景值。该结果与JPL观测的异常范围相对应。3)为验证四川地区TEC异常与印度尼西亚强震之间的关联性,我们对2011-2019年99次印尼6.0级以上地震进行统计,发现:在空间上,印尼西部（即与中国四川地区经度对应地区）强震与四川地区的TEC异常扰动存在较强的相关性;时间上,由印尼强震引起的四川地区TEC异常扰动现象集中出现在震前10天至震后4天的白天,主要是在6:00（LT）-11:00（LT）时间段,在7:00（LT）和10:00（LT）出现的频次最多,其余时间段TEC异常频次较低,夜间很少观测到与印尼强震相关的异常。2.震前地球磁场异常扰动基于SWARM B星和张衡一号1Hz磁场数据,采用极化比分析、滑动平均算法和小波变换三种方法对磁场数据进行处理,并从时间域和频率域两个方面对2018年8月5日印度尼西亚松巴哇岛Ms6.9地震前磁场异常扰动信号进行分析,结果如下:1)通过2018年3-9月SWARM卫星磁场数据极化比值时间序列,发现在2018年6月13日苏门答腊岛Ms6.4地震和8月5日印度尼西亚松巴哇岛Ms6.9地震的孕震期（约为震前15天）极化比值均出现一个低谷区。2)对2018年8月5日印度尼西亚松巴哇岛Ms6.9地震前极化比值低谷区时段轨道的磁场数据进行窗口为53s的滑动平均发现,在7月29日SWARM B星在震中附近一轨数据在（5°S-12°S）和（18°N-29°N）（即震中区域和其磁共轭区域）范围内捕捉到磁场X分量（南北向分量）和Y分量（东西向分量）ULF频段的磁场异常扰动信号,证明本次地震在ULF频段产生了磁场异常信号且该信号可以沿磁力线传播至另一半球。张衡一号卫星磁场数据经过窗口为53s的滑动平均和两次拟合作差后同样也捕捉到了该异常扰动信号。3)经过小波变换之后,张衡一号和SWARM B星ULF频段磁场数据在0.05-0.1Hz频段出现明显的异常增强。其中SWARM B星在（8°S-12°S）和（22°N-28°N）（即震中区域及其磁共轭区域）均观测到了磁场X分量和Y分量的异常增强,而张衡一号卫星仅在震中区域的磁Y分量观测到了异常增强。
王婷[3]（2021）在《第22、23和24太阳活动周期间太阳耀斑事件的统计研究》文中指出
耿威[4]（2021）在《中国及周边地区电离层闪烁效应特性与建模研究》文中指出电离层扰动是电离层物理研究的重要问题之一,也是空间天气预报的主要任务。由于电离层复杂的时空变化性,电离层扰动呈现出多尺度、不规则、复杂的变化特征。当电离层扰动发生时,其电子密度发生变化,对卫星导航定位及通信产生严重的影响。研究电离层扰动的特性及建模对于维护人类空间活动的安全,减少和避免空间天气事件的经济损害十分必要。电离层闪烁作为重要的电离层扰动效应之一,不仅可以反映电离层中不规则等离子体结构及其物理特性,而且可能导致地面接收机接收到的信号出现畸变和误码,从而影响卫星导航和通信系统的可靠性和精度。中国南方地区是电离层闪烁事件高发区,近年来,随着航空航天活动的日益频繁以及全球范围的通信和导航系统对空间环境的依赖日益增长,电离层闪烁的监测及效应研究突显出非常重要的应用价值。在此背景下,电离层扰动的监测、建模、效应等研究工作,成为国际研究热点之一。本文利用中科院空间环境监测网及中国地壳运动监测网数据,主要研究电离层扰动对导航定位精度的影响、统计分析电离层扰动引起的GPS周跳分布特征,最后构建中国南方区域电离层闪烁指数地图模型。本文的研究结果对空间天气研究人员和GNSS用户等具有重要的参考价值。主要工作内容如下:1、首先,本文定量评估了2017年9月8日磁暴期间,电离层扰动对GPS性能及动态精密单点定位精度的影响。其结果显示,磁暴期间,中国境内GPS台站动态精密单点定位（PPP）平均定位误差有明显的增加,最大误差接近2 m,相对于中高纬地区,低纬地区定位误差更大,持续时间更长,远大于正常情况下的动态PPP定位误差（dm量级）。ROTI指数地图与PPP误差分布地图比较得出,电离层不规则体的出现对GPS-PPP性能具有较强的影响。通过对广州和海南台站连续监测的电离层闪烁指数,及利用该台站解算的GPS-PPP定位精度的相关性研究结果表明,定位精度随闪烁指数的增加而降低。统计分析结果表明:当监测到电离层幅度闪烁指数S4大于0.4时,该台站解算的平均动态PPP误差要高于0.8 m。本部分研究结果表明,地方时日落之后,此次磁暴有助于电离层不规则体的产生,从而引起电离层闪烁。导航信号通过电离层不规则结构,会造成信号质量下降,周跳发生频繁,最终导致系统性能及定位精度降低。该研究对电离层扰动发生时导航系统影响的预测及改建改进电离扰动事件高发区导航通讯系统的设计有着理论参考和实际应用的意义。2、基于中国地壳运动监测网260多个GPS台站数据,分析2015-2018年,太阳活动下降期间中国及周边地区GPS周跳分布的时空特征,提出一个新的描述电离层扰动效应的参数:格网化周跳发生概率,讨论周跳与太阳活动及电离层闪烁的关系。统计结果表明,高仰角周跳随地方时、季节和太阳活动的变化明显。一天之中,周跳主要发生在日落之后至黎明前,午夜前后出现最频繁,白天很少出现。一年之中,周跳主要发生在春分和秋分附近,春分附近周跳出现比秋分更频繁,呈现春秋不对称性,夏季和冬季很少有周跳发生。太阳活动高年周跳出现的频率明显高于太阳活动低年。研究结果表明,周跳的逐年变化显着依赖太阳活动水平,且随太阳活动水平减低而减少。F10.7与周跳发生概率的线性相关指数约为0.7。电离层闪烁指数与周跳发生概率的相关性研究结果表明,周跳与闪烁存在密切的关系,闪烁是引起周跳重要因素。统计分析结果显示,当接收台站接收到的S4指数大于0.6时,该台站监测到的卫星发生周跳的概率约为30%。中国及周边地区发生周跳的区域主要集中在纬度25°以下靠近赤道异常区的低纬地区,中高纬度地区很少有周跳发生,此特征暗示引起GPS周跳的电离层不规则结构主要起源于磁赤道区。本部分研究结果在一定程度上反映了在太阳活动下降期间中国及周边地区GPS性能的波动,格网化周跳发生概率作为一个新的电离层效应统计参数弥补了由于GPS轨道导致的不同地点GPS卫星分布不均的局限性,克服了少数台站研究结论的片面性,周跳可用于电离层扰动的直接监测和预警,以及为GNSS定位精度研究提供参考。3、最后,针对常用电离层闪烁模型在中国地区精度无法满足研究和应用要求,以及常用的电离层闪烁监测产品较为单一等问题,利用中科院空间环境监测网监测数据,基于Kriging插值方法,构建了中国南方地区高精度实时电离层闪烁指数地图模型。通过与全球电离层闪烁预报模型（GISM）和反应电离层不规则体的电离层总电子含量指数标化率（ROTI）进行比较,验证利用Kriging方法构建的闪烁模型的有效性和准确性。结果表明,在电离层闪烁发生期间该地图模型可以较好地反映中国南方地区电离层闪烁的区域特征和演变趋势,相比于GISM模型,该地图模型的精度更高,时延更小。通过大量的实验分析,该地图模型值与实测值之间具有较低的平均绝对误差和均方差。以上结果表明,我们构建的电离层闪烁地图模型相对真实可靠,可用于监测预警在空间天气扰动条件下的区域电离层闪烁活动。论文主要研究中国地区电离层闪烁效应及其对GNSS卫星导航系统的影响,对加深中国地区GHz波段电离层闪烁现象的研究,开展电离层闪烁的现报及预报,以及改进电离层闪烁高发区导航通信系统的设计均有重要意义和实际应用前景。
庞国强[5]（2020）在《多GNSS监测系统测试与异常空间环境检测》文中进行了进一步梳理随着全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）的发展,对异常空间环境的检测成为了研究的热点。国内外学者已经对空间环境的检测做了大量的研究,运用全球导航卫星系统进行异常空间环境检测具有很大的优势。空间目标、太阳活动和地磁活动对空间环境中的电离层影响很大,所以研究空间环境中的电离层是检测异常空间环境的关键。本文首先对多GNSS监测系统进行测试,制定测试方案,在保证系统正常运行的前提下,然后利用电离层垂直总电子含量（Vertical Total Electron Content,VTEC）的变化率和电离层VTEC时间序列检测异常空间环境,最后本文通过电离层电子含量的变化率和电离层VTEC时间序列检测异常的空间环境。本文主要从以下几个方面展开研究:1、空间环境中电离层会受到很多因素的影响,其中太阳活动对空间环境的影响最为剧烈,地磁活动也会对电离层产生影响,而且电离层也会出现不同的电离层异常现象,空间目标也会对空间环境产生一定的影响。2、通过对空间环境中电离层反演的研究,阐述了在电离层反演过程中会受到的误差影响,并通过实验验证了电离层反演过程获得卫星硬件延迟和接收机硬件延迟与国际GNSS服务机构（International Globa1 Navigation Sate1lite System Service,IGS）的数据进行差值,差值变化也很小。3、通过对国内外研究学者对系统测试的研究工作进行总结,制定多GNSS监测系统的测试方案,其中包括多GNSS监测系统性能测试方案、完好性测试方案和信号质量监测测试方案。给出了基于多GNSS监测系统的空间环境检测网络和检测空环境的流程,建立保证多GNSS监测系统正常运行的测试过程。4、通过太阳活动和地磁活动指数反映太阳和地磁活动情况,研究2011年2月15日太阳耀斑对空间环境电离层的影响,以电离层VTEC时间序列检测电离层的VTEC异常变化,以电离层VTEC二维分布图展示太阳耀斑爆发前后全球电离层的变化情况,以电离层VTEC变化率检测太阳耀斑引起电离层变化的具体时间。通过地磁活动指数反映地磁活动情况,研究2015年12月20日磁暴对空间环境电离层的影响,以电离层VTEC时间序列检测电离层VTEC异常变化。通过对电离层的变化情况可以检测太阳耀斑和磁暴引起的异常空间环境变化。5、研究引起空间环境的异常变化的因素,通过分析电离层变化检测异常空间环境,利用电离层VTEC时间序列检测空间环境是否出现异常,利用太阳活动和地磁活动指数反映其活动平静,以电离层VTEC变化率检测出现较小的异常空间环境变化,验证了2006年1月24有火箭发射。火箭发射时间与电离层VTEC变化率时间一致,验证了以电离层VTEC的变化可以检测异常的空间环境。因此,通过电离层VTEC的变化检测异常空间环境方法是可行的。
何宇飞[6]（2020）在《基于SWARM和DEMETER卫星电子密度数据的地震电离层现象研究》文中认为地震电离层现象是地震孕育过程中所发生的复杂物理或化学过程在电离层中的响应。自上世纪60年代以来,这种现象被不断地报道,引起越来越多关注,被认为是用于监测地震活动的比较有前景且有效手段之一。近年来随着空间探测技术的发展,许多国家已经发射了专用于地震监测的卫星,实现了在卫星高度上的电离层原位测量,开展了大量地震电离层现象的研究工作,并取得了一定的研究成果。但由于地震的复杂特性,电离层的高动态变化,观测数据的多源性,分析方法的差异,至今关于地震电离层耦合机制尚未得到统一的认识,将地震电离层现象应用于地震预报预测中依然是个很大的难题。因此,还需要更多的研究开展,去发现具有明显的短临特性,探索地震孕育与电离层变化之间的内在规律。法国于2004年发射了世界上第一颗专门服务于地震和火山监测的DEMETER卫星,获得了大量的观测资料,开创了地震电离层现象研究的新局面。欧洲航天局于2013年又成功发射了由三颗卫星组成SWARM卫星星座,开启了空间立体式同步观测,大大的提高了观测效率和观测数据的空间分辨,也为地震电离层现象的研究提供了一种新的途径。本论文基于两种不同轨道运行方式的DEMETER单颗卫星和SWARM星座三颗卫星观测数据,分别利用不同的分析方法开展地震电离层现象的研究工作,探索不同轨道运行方式下卫星电离层观测资料的背景信息,尝试针对单颗卫星和星座多颗卫星的电离层观测数据异常信息的提取方法,并基于不同的扰动参数,开展震例和统计研究,取得了如下新的认识和结论:（1）对以往地震电离层现象研究中的震例研究和统计研究结果进行系统的归纳和总结,获得了关于地震电离层现象的一些规律性的认识,即地震电离层异常出现在震前的时间随着震级的增大而增长,电离层异常现象出现的震中距随着震级的增大而增大,地震电离层异常主要分布在地震震中南北两侧。（2）基于DEMETER卫星和SWARM星座观测数据,从空间分布和时间序列两个方面进行观测数据背景分析,得到观测数据空间分布随月份、季节及年度的变化,观测数据的时间序列存在的多种周期成分,并随着纬度的变化起主导的周期有所差异。在地磁纬度位于-10°～10°的范围内,卫星高度的电离层中也发现了F2层中存在的“年度异常”、“半年度异常”、“春秋分不对称异常”等现象。同纬度不同经度研究区域的时序曲线具有较好的相关性,且夜间的时序曲线相关更好。不同轨道高度的两颗卫星观测数据空间分布特征基本一致,数值差异较大。相邻轨道的两颗卫星观测数据的空间分布特征一致,但在正午时段磁赤道两侧,两星观测数据存在显着差别。（3）基于DEMETER卫星观测数据,对其运行期间全球7级以上和我国大陆6级以上的地震开展震例研究,发现有70%以上的地震能观测到震前异常变化,有增强的异常,有减弱的异常,并以增强异常为主。对多地震事件综合分析的结果显示,在震中区域存在着增强的异常变化,并且该异常变化主要集中出现在震前0～25天。依据地震参数分类的统计得到异常随震级增大其幅度增强,随震源深度增加异常减弱,并且南北半球的异常位置也有所不同。利用统计分析的方法尝试对异常进行定量的评估,异常具有大于3σ的显着特性,并利用随机事件的分析结果,对综合分析和统计分析的结果进行检验,验证了异常与地震事件的相关性。（4）基于SWARM星座观测数据,提取了轨道观测中的快速扰动变化,对典型的震例进行震例分析,并探寻该类型扰动与地震的相关性。利用SWARM三颗卫星轨道的差异,对扰动在空间存在的范围及其可能的空间传播特征进行分析和计算,辨别其是否与地震孕育有关的电离层扰动现象。为进一步证实该类扰动与地震的相关性,对地震区和非震区、地震前和地震后的该类扰动进行对比分析,结果表明震区与非震区扰动的差别不显着,震前扰动相对于震后扰动在次数上具有优势,而相近数量的随机事件分析结果,震前震后扰动次数相近,说明与地震的震前活动有一定的关联。（5）对比单颗卫星和星座观测的结果,对未来基于卫星星座的地震电离层现象研究,提出更有助于认识电离层背景变化特征,有利于识别地震电离层现象的星座轨道设计方案,为我国未来基于卫星星座的地震电离层现象研究及其在防震减灾工作中的应用提供参考。
田昂昂[7]（2020）在《太空飞行器发射引起的中低纬电离层变化特征研究》文中提出与太空飞行器（火箭、弹道导弹等）发射相关的人类活动能显着地影响电离层的电子密度。电离层电子密度的变化会影响地面短波通信和GNSS（Global Navigation Satellite System,即全球导航卫星系统）的正常运行,给人们的日常生活和社会生产带来不便。随着航天技术的进步和太空活动的日益增加,越来越多的航天器通过运载火箭被发送到太空,对地球电离层的空间环境造成了一定程度的影响,由火箭发射诱发的空间天气现象现已成为研究的热点。为了研究较为常见的火箭发射活动对中低纬电离层的影响,本文开展了以下工作。首先针对美国联合发射联盟公司网站上公布的2013年12月至2019年12月期间的58个火箭发射事例和美国太空探索技术公司网站上公布的2013年12月至2019年12月期间的71个火箭发射事例（共129个火箭发射事例,其中,火箭发射发生在地方时夜间的事例为75个,火箭发射发生在地方时白天的事例为54个）,利用欧洲航天局提供的Swarm卫星观测数据（2 Hz朗缪尔探针观测数据和16 Hz电子密度观测数据）和Madrigal数据库提供的DMSP（Defense Meteorological Satellite Program,即国防气象卫星计划）卫星观测数据（电离层电子密度、电子温度、离子成分和离子漂移速度数据）,分析了每次火箭发射后Swarm卫星和DMSP卫星观测到的由火箭发射引起的中低纬电离层异常现象。然后,对于Swarm卫星和（或）DMSP卫星观测到火箭发射引起中低纬电离层异常现象的所有火箭发射事例（共15个火箭发射事例）,利用Madrigal数据库提供的全球电离层VTEC（Vertical Total Electron Content,即垂直总电子含量）数据分析了受火箭发射影响区域内的电离层VTEC的变化特征。本文发现,火箭在地方时夜间发射不会引起显着的电离层异常变化,火箭在地方时白天发射会引起显着的电离层异常变化。本文的主要工作和研究结果总结如下。一、针对129个火箭发射事例,逐一分析了每次火箭发射后的Swarm卫星观测数据,共发现12个Swarm卫星观测到由火箭发射引起的中低纬电离层异常现象的火箭发射事例,这12个事例的火箭发射时间均为地方时白天。针对这12个火箭发射事例,利用Swarm卫星2 Hz朗缪尔探针观测数据和16 Hz电子密度观测数据分析了每次火箭发射对电离层造成的影响,分析结果如下。1.在火箭发射后2小时,火箭尾气引起的电离层电子密度耗空沿纬度方向分布的范围约为1000 km,在地方时白天（即存在光电离作用的情况下）,火箭发射后随着时间的推移,电子密度耗空沿纬度方向分布的范围逐渐减小,5小时后减小至约300km。2.在地方时白天,在火箭发射后5小时,火箭发射引起的电子密度耗空区域中心位置处的电子密度仍然比背景电子密度低0.1×1011 m-3–0.3×1011 m-3（即低约10%）。3.分析Swarm卫星16 Hz电子密度观测数据后发现,在火箭尾气引起的电离层电子密度耗空区域内,电子密度随纬度变化的曲线十分平滑,没有水平尺度大于1 km的电子密度亚结构。4.与背景电子温度相比较,在火箭尾气引起的电离层电子密度耗空区域内的电离层电子温度显着升高。5.分析Swarm卫星2 Hz电子温度观测数据后发现,在火箭尾气引起的电离层电子温度升高区域内,电子温度随纬度变化的曲线十分平滑,没有水平尺度大于8 km的亚结构。6.在火箭发射后2小时,火箭尾气引起的电离层异常区域中心位置处的电子温度比背景电子温度高0.2×103 K–0.4×103 K（即高10%）,火箭尾气引起的电子温度升高在火箭发射后3–4小时基本恢复至与背景电子温度相同。二、针对129个火箭发射事例,逐一分析了每次火箭发射后的DMSP卫星观测数据,共发现7个DMSP卫星观测到由火箭发射引起的中低纬电离层异常现象的火箭发射事例,这7个事例的火箭发射时间均为地方时白天。在这7个事例中,有4个事例是DMSP卫星和Swarm卫星在不同高度观测到了由同一枚火箭发射引起的中低纬电离层异常现象,其他3个事例是仅有DMSP卫星观测到了火箭发射引起的中低纬电离层异常现象。然后,本文针对上述7个火箭发射事例,利用DMSP卫星沿卫星轨迹得到的电离层电子密度、电子温度、离子成分和离子漂移速度数据分析了每次火箭发射对电离层造成的影响,分析结果如下。1.分析DMSP卫星和Swarm卫星在不同高度观测到由同一枚火箭发射引起的中低纬电离层异常现象的4个火箭发射事例后发现,DMSP卫星在火箭尾气引起的电离层异常区域中心位置处观测到的电子密度下降幅度(约0.03×1011 m-3–0.05×1011 m-3)比Swarm卫星观测到的电子密度下降幅度(约0.2×1011 m-3–0.5×1011 m-3)低一个数量级。2.在DMSP卫星的轨道高度（即距地面850 km）,在火箭尾气引起的电离层异常区域中,O+离子密度的下降幅度占总离子密度的下降幅度的98%以上,这表明在距地面850 km高度的电离层中,主要离子是O+离子。3.在DMSP卫星的轨道高度,在火箭发射后50–60分钟,与背景电离层离子漂移速度相比较,火箭尾气引起的电离层异常区域中的垂直方向离子漂移速度（简称垂直离子漂移速度）向下增加了30–40 m/s（即增加了60%–80%）,但水平方向离子漂移速度无明显变化。4.在DMSP卫星的轨道高度,在火箭发射后约2小时,火箭尾气引起的电离层异常区域中的垂直离子漂移速度恢复至与背景电离层垂直离子漂移速度相同。三、针对上述Swarm卫星和（或）DMSP卫星观测到地方时白天的火箭发射引起的中低纬电离层异常现象的所有火箭发射事例（共15个事例）,逐一分析了每次火箭发射后的全球电离层VTEC数据,共发现4个检测到了火箭发射引起的VTEC耗空现象的火箭发射事例,这4个事例的火箭飞行轨迹均离陆地较近。针对上述4个事例,利用全球电离层VTEC数据分析了每次火箭发射对电离层VTEC造成的影响,分析结果如下。1.火箭发射后约10分钟,沿火箭飞行轨迹,在最靠近火箭发射地点上空的电离层VTEC最先出现明显的耗空现象,VTEC耗空区域在水平方向上的空间尺度为150–300 km,与背景相比,VTEC的下降幅度约为1 TECU（即下降5%）。2.在火箭发射后20–30分钟,火箭发射引起的电离层VTEC耗空区域的水平方向分布范围和下降幅度达到最大。以火箭轨迹为中心,VTEC耗空区域的水平方向空间尺度为700–1000 km。与背景相比,VTEC的下降幅度为4–6 TECU（即下降20%–30%）。3.在地方时白天,火箭发射引起的电离层VTEC耗空在维持最大下降幅度一段时间（约30–50分钟）后,在光电离的作用下开始逐渐恢复。在火箭发射后2小时内,受火箭发射影响区域内的电离层VTEC比周围未受影响区域内的电离层VTEC低2–8 TECU。4.在地方时白天,在火箭发射后约2小时,火箭发射引起的电离层VTEC耗空恢复至火箭发射前的水平。5.在地方时白天,在火箭发射后约3小时,火箭发射引起的电离层VTEC耗空基本恢复至与附近未受火箭发射影响区域的电离层VTEC相同。本文的研究结果表明,在地方时白天（即存在光电离作用的情况下）,火箭发射后2小时内,受火箭发射影响的区域（其水平方向空间尺度约为700–1000 km）内的电离层VTEC比周围未受影响区域内的电离层VTEC低2–8 TECU,因此,在火箭发射造成的电离层VTEC耗空区域内,GNSS单频定位用户的伪距测量误差会增加0.3–2.3 m。
向亮[8]（2019）在《洋陆俯冲带地震多物理场异常信息提取与分析》文中指出地震作为突发性、难以预测性、强破坏性的自然灾害之一,一直以来是各国学者研究的热点、重点、难点。洋陆俯冲带是全球构造活跃、地质构造复杂、地震频发的区域,全球的大地震几乎都发生在这些俯冲带。在俯冲带地震孕育过程中,常伴随着俯冲带重力场、电磁场、热场等地球物理场变化,如何从海量的卫星遥感数据与多源同化数据中准确提取俯冲带地震震前多物理场异常信息成为地震前兆研究的关键,同时也为地震预警工作提供了更多的理论支撑以及方法指导。本文以智利俯冲带为研究对象,分别以2010年2月27日智利8.8级地震、2014年4月1日智利8.2级地震以及2015年9月16日智利8.3级地震为研究震例,利用多源数据资料,采用不同的方法对三次地震前热场多参量以及电离层电子总量TEC（Total Electron Content）异常信息进行了探测与分析。（1）利用小波变换与交叉小波变换分析震前2个月潜热通量与海表温度情况,发现在智利地区三次地震前潜热通量与海表温度均出现高功率信号成分,信号周期主要分布在20天周期与32天周期之间,且潜热通量的高功率信号出现时间略晚于海表温度。对比分析不同地理位置海表温度与潜热通量小波功率谱情况,发现此信号主要在震中附近被检测到,与地震有较好的时空相关性;结合震前震中附近的上升流指数与叶绿素浓度的情况,理论上上升流给海面带来温度较低的冷水,不利于叶绿素浓度增长,然而三次地震前发现在震中附近上升流指数与叶绿素浓度均出现异常增加变化,因此初步认为三次震前洋面局部热场异常的能量来自海底构造热源,可能与接下来的地震有关。（2）为了提取陆面构造热信息,本文利用MODIS地表温度产品,采用原地温度场法去除大尺度的大气环流异常与小尺度的人类活动影响,提取三次地震前构造热信息,发现在三次地震前均交替出现多次冷热异常条带,且异常条带的分布与俯冲区构造基本平行,主要分布在俯冲造山带。（3）尝试构建一个考虑了太阳活动与地磁活动影响的TEC非震动态背景场。对比分析本文提出的非震动态背景与传统的滑动时窗背景的TEC残差情况,结果显示,滑动时窗背景法的TEC残差存在明显的月周期与半年周期,这对后续电离层异常探测将会造成重要影响。同时,利用本文提出的非震动态背景对智利地区三次8.0级以上地震的电离层TEC异常进行探测,在三次地震前7天均探测到多次不同程度的异常扰动,其中2010年智利8.8级地震与2014年智利8.2级地震异常主要表现为正异常扰动,且伴随着短暂的负异常扰动,而在2015年智利8.3级地震前主要探测到负异常扰动。三次地震前探测的异常中心相对于震中向赤道方向偏移,且在震中磁共轭区域也检测到相似的扰动情况。
闫相相[9]（2013）在《基于GPS和DEMETER卫星数据的地震电离层电子浓度异常变化研究》文中研究表明地震电磁现象的观测与研究是认识地球内部物质特性、地震孕育发生过程以及空间信号传播和介质特性变化的重要途径。空间对地观测技术的发展，推动了地震电磁信号在大气层、电离层的传播与耦合机制的研究。从上世纪60年代发现美国阿拉斯加大地震震中区上空出现电离层异常扰动现象以来，有关地震空间电磁、电离层扰动的现象引起了广泛的关注，成为了地震电磁学领域一个新的研究热点。研究表明，在地震孕育发生过程中，地下介质由弹性变形进入非弹性形变阶段，原有微裂隙扩展、新生微裂隙发育、并定向排列，体积膨胀，水溶液进入和重新分布等物理过程，产生压磁、压电、动电、感应电磁、热磁效应等物理电磁效应的同步和定向激发，从而引起在距离震源一定范围可观测的明显地震电磁前兆现象。大量的震例和统计分析显示，大地震和火山喷发前几天到几小时内，对应孕震区、火山喷发区上空大气层、电离层存在电磁异常扰动现象。主要包括：①L F/VLF/ELF/ULF信号相位、振幅异常变化；②电离层电子浓度总含量（TotalElectron Content，TEC）和电离层F2层临界频率foF2异常；③电离层等离子体参数变化；④高能粒子扰动；⑤热红外辐射异常等。全球定位系统（Global Positioning System，GPS）作为当前探测电离层的有效手段已经得到广泛应用，通过其获取的电离层TEC则是揭示电离层时空变化规律和特征的重要物理参量。2000年以来，俄罗斯、美国、法国、乌克兰等国先后发射了地震电磁卫星，尤其是法国DEMETER卫星，其科学数据被广泛的应用于地震电离层扰动研究，取得了极大进展。中国的地震电磁监测试验卫星（ChinaSeismo-Electromagnetic Satellite，CSES）计划已经列入“十二五”立项。本论文依托地震电磁立体观测体系发展思路，配合中国地震电磁卫星计划的推进，开展了基于DEMETER卫星和GPS数据的地震空间电磁电离层扰动现象的研究。本文研究内容主要可分为三大部分。第一部分，研究GPS测量电离层TEC的原理，掌握电磁卫星数据处理方法和异常提取技术；开展DEMETER卫星各载荷数据处理及异常提取方法研究。第二部分，分别针对汶川地震、日本地震和玉树地震开展了震前电离层扰动的多参数分析，研究和对比了3次强震前电离层异常的特征；分别利用DEMETER卫星数据和GPS数据统计分析了全球7.0级以上强震和中国境内6.0级以上强震期间的电子浓度异常变化规律；针对我国西南地震多发区，开展伴随着多次地震的电离层TEC长时间序列分析，深化对地震电离层异常扰动的研究。第三部分，调研和总结目前地震电离层耦合模拟的最新成果，详细阐述孕震区扰动电场SEF的计算过程，分析其对电离层的效应。本文研究工作获得以下主要认识：1．汶川地震的电离层扰动多参数分析结果表明震前多种参量都出现了一定程度的扰动现象，不同参数在时间和空间上的扰动特征并不一致，但这些参数之间存在相应的联系。利用GPS TEC、DEMETER卫星和NOAA/AVHRR卫星的观测数据，系统梳理了汶川地震前多种参数（包括电离层TEC、Ne、Ni、Tb、Ti以及高能粒子通量等）的变化特征，探索总结了汶川地震前大气层–电离层响应。结果表明，电离层电子浓度在5月6～10日有连续的负异常现象，5月9日则明显增强；异常的范围主要位于震中南部区域，纬向约1100～1670km，经向约1600～3700km，扰动的峰值距震中约700～900km。NOAA/AVHRR卫星数据得到汶川地震前5月7日和8日出现了显着的热红外亮温异常，而DEMETER卫星的原位探测则发现5月9日离子温度有明显增高，幅度约12.5%；以上异常区域都位于震中西北，范围约100～300km。此外，DEMETER卫星IDP探测器高能粒子数据结果显示5月6日夜间100～600KeV能谱段出现明显增强，增幅达6σ；这与前人得到的异常电场增强时间相一致。研究结果表明，不同参数在时间和空间上的扰动特征并不一致，但这些参数之间存在相应的联系，因此有必要联合地基和天基手段共同观测。2．日本地震和玉树地震的电离层电子浓度变化研究结果表明，震前TEC都出现了不同程度的增强现象，而异常同时可能受到太阳或地磁活动的共同作用。利用IGS提供的TEC数据和日本NICT提供的电离层测高仪数据分析了2011年3月11日日本Mw9.0级特大地震（Tohoku-oki Earthquake）前上空的电离层变化。研究发现，震前3天即3月8日04～14UT期间赤道异常区电离层TEC出现了明显的增强现象，异常最大幅度达40TECU，并伴随有南半球磁共轭区增强现象。日本境内的4个电离层测高仪数据分析显示，3月8日4个台站同时出现了foF2增强现象，其中Okinawa和Yamagawa两个站增幅明显。需要指出，3月6日～12日太阳活动水平有所增强，可见太阳和地磁活动对3月8日的大幅度的TEC扰动有所贡献。然而，分析表明仅仅是太阳活动增强无法造成如此强度的电离层扰动，即无论从持续时间、空间分布特征以及异常强度等方面都表明，以上TEC变化跟此次大地震有很大的关系。同时，综合GPS和DEMETER卫星两种观测手段研究了玉树地震前的电离层等离子体参量变化情况。结果表明，GPS观测的电离层TEC在震前20小时左右有明显的增强现象，TEC增强的区域位于震中南部15°N～30°N纬度范围内，扰动的峰值距震中约1000km。TEC增强区域显示为典型的EIA增强现象，与汶川和日本地震前观测到的TEC空间扰动特征较为一致。通过对DEMETER卫星IAP和ISL载荷记录的电离层等离子体参数时序变化和空间纬度变化分析，没有发现明显的跟地震相关的扰动现象。以上也表明了两种观测手段由于测量电子浓度的方式不同，其观测结果存在一定的差别。3．DEMETER卫星数据统计全球强震期间电子浓度Ne变化结果表明，在赤道和中低纬地区更容易观测到明显的Ne扰动，震级大小则与扰动幅度基本呈正相关。基于GPS数据全国强震期间TEC变化统计分析结果则表明，TEC异常扰动多集中在震前2～6天，同样以增强为主，且集中在地方时12～20LT。基于法国DEMETER卫星ISL升轨数据，统计分析了2005～2009年全球37个M≧7.0级地震前后电离层电子浓度变化。结果发现，共有19个地震（51%）前观测到了较为明显的电子浓度异常扰动现象，其中大部分表现为异常增强；观测到的电子浓度异常现象一般出现在震前1～5天内，也有部分地震前出现两次及以上扰动现象。分析表明，在赤道和中低纬地区更容易观测到明显的电子浓度扰动，即异常震例基本发生在纬度±40°以内（18次），更是以±20°内居多（13次）。此外，震源深度对电子浓度扰动的影响并不明显，而震级大小则与扰动幅度基本上呈正相关；震前出现的电子浓度异常有时会受到地磁活跃的共同影响，此时的扰动幅度一般较大。基于GPS数据统计分析了2000～2010年期间中国境内（包括台湾地区）30次Mw6.0级以上地震的TEC异常扰动情况，结果表明，20次地震前（66.7%）观测了较为明显的TEC异常扰动，扰动以增强为主；扰动多集中在震前2～6天，而且具有明显的地方时特点，扰动一般集中在地方时12～20LT，持续一般平均4～6小时，有的地震可以持续几天。震前电离层TEC异常的空间变化主要表现为对电离层赤道异常双峰（EIA）的影响上，不但会增强或降低峰值位置的电子浓度值，而且会造成驼峰最大值位置向磁赤道方向偏移。4．通过对中国西南地震多发区以及“检验区”电离层TEC变化长时间序列分析结果表明，电离层是一个复杂的系统，受到太阳、地磁以及地震活动等因素影响，其扰动具有多源性。通过中国地壳运动网络提供的GPS观测数据，获取高精度电离层TEC分布，采用滑动四分位法分析研究了中国西南区域2008年4月～10月（太阳和地磁活动平静时段）6次连续的Mw6.0级以上地震期间孕震区电离层TEC长时间变化及其异常分布；并在此基础上利用GIM（Global Ionosphere Maps）数据分析了全球TEC变化特征。鉴于电离层主要受到太阳和地磁等空间天气的影响，我们将TEC变化与太阳EUV（Extreme ultraviolet）辐射、行星际磁场（Interplanetary magnetic field，IMF）南向分量Bz以及地磁活动指数Dst和Kp进行了比较。研究发现，该时段内电离层TEC异常扰动与太阳和地磁活动有很好的相关性；而除汶川地震外，其他地震前没有发现明显的跟地震相关的TEC异常扰动现象。同时，对比分析了与上述研究区位于同一地磁纬度的“检验区”（30°～50°E，15°～35°N）的GPS TEC随时间变化和异常分布情况，结果显示TEC异常分布的时空特征与研究区域较为一致。结果表明，电离层是一个复杂的系统，其扰动具有多源性。5．通过对地震电离层耦合机理研究初探，认识到电离层TEC在SEF的作用下出现明显变化，在赤道向较为明显。介绍了电离层电流和电导率张量以及电离层O+光化学作用的数学物理方程，总结了孕震区扰动电场（Seisomogenic electrostatic field，SEF）的数学模型及公式推导，结果表明夜间扰动电场更容易传播到电离层，这与观测现象相一致。扰动电场向上传播至电离层F层高度，导致电离层电子浓度变化。结果显示电离层TEC在SEF的作用下出现明显变化，而在赤道向（longitude equatorward）上更为明显，这同样也与观测现象一致。
任刚[10]（2013）在《太阳活动对区域电离层的影响分析》文中研究说明电离层与人类活动紧密相关，研究电离层异常对电子通信、卫星定位等领域有着重要意义。太阳耀斑、日食会引起电离层明显的异常变化。本文从实例出发，利用GPS技术，研究探讨了这两种现象引起的我国区域上空电离层异常情况。本文详细介绍了利用GPS双频观测值监测电离层异常的原理和方法，采用全球GPS服务提供的GPS双频观测资料，分别对太阳耀斑和日全食引起的我国上空电离层异常进行了分析探讨。重点介绍了GPS数据处理的各个环节和最小二乘曲面函数建立区域电离层模型的方法。结合全球电离层格网模型，对我国长江流域上空电离层TEC周日变化特征进行了分析总结。通过对两次引起我国上空电离层TEC异常的太阳耀斑事件的分析，验证了耀斑爆发前电离层响应的“前兆”现象。利用建立的上海站的区域模型，对2009年7月22日日全食过程中，区域上空VTEC对日食食相在时间刻度上的响应情况进行了具体分析，并且结合不同食分地区VTEC变化对比值，总结了VTEC变化量与地区食分的关系。本文对耀斑和日食引起的我国不同纬度的电离层TEC变化量也进行了对比分析。根据全球电离层格网模型，绘制了7月22日日食当天我国上空电离层TEC变化的等值线图。提出了ε、P两个探测电离层异常变化的概念值。
二、2000年7月14日特大耀斑引起的电离层TEC突然增强现象（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、2000年7月14日特大耀斑引起的电离层TEC突然增强现象（论文提纲范文）
（1）短期电离层TEC预报方法的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 电离层TEC研究的背景和意义 |
| 1.1.1 电离层研究背景和意义 |
| 1.1.2 建立电离层TEC预报模型的目的和意义 |
| 1.2 国内外电离层TEC预测的研究现状 |
| 1.3 文章研究内容与结构 |
| 2 电离层和电离层TEC的概况 |
| 2.1 电离层的基本特性 |
| 2.1.1 地球大气层结构 |
| 2.1.2 电离层的形成与分层 |
| 2.1.3 电离层中的异常现象、不规则结构和扰动 |
| 2.2 电离层延迟及TEC数据获取 |
| 2.2.1 电离层延迟 |
| 2.2.2 电离层TEC观测方程 |
| 2.2.3 IGS提供的电离层TEC简介 |
| 2.3 电离层TEC预报模型 |
| 2.3.1 ARMA模型 |
| 2.3.2 Elman模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于EWT的短期电离层TEC预报方法的研究 |
| 3.1 经验小波变换的基本原理 |
| 3.2 基于EWT分解的TEC短期预报模型算法流程 |
| 3.3 预报结果与分析 |
| 3.3.1 精度评定 |
| 3.3.2 EWT-ARMA组合模型预报结果与分析 |
| 3.3.3 EWT-Elman组合模型预报结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于Prophet模型的短期电离层TEC预报方法的研究 |
| 4.1 Prophet模型的基本原理 |
| 4.2 基于Prophet模型的TEC短期预报模型算法流程 |
| 4.3 预报结果与分析 |
| 4.3.1 Prophet-ARMA残差修正模型预报结果与分析 |
| 4.3.2 Prophet-Elman残差修正模型预报结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 不同环境下短期电离层TEC预报方法的研究 |
| 5.1 不同太阳活动强度下的电离层TEC预测分析 |
| 5.1.1 太阳黑子活动对电离层TEC的影响分析 |
| 5.1.2 不同太阳活动强度下的电离层TEC预测分析 |
| 5.2 不同地磁活动水平的电离层TEC预测分析 |
| 5.2.1 地球磁场对电离层TEC的影响分析 |
| 5.2.2 不同地磁活动水平的电离层TEC预测分析 |
| 5.3 不同地理位置的电离层TEC预测分析 |
| 5.3.1 电离层TEC空间尺度变化规律 |
| 5.3.2 同一经度不同纬度的电离层TEC预测分析 |
| 5.4 不同季节的电离层TEC预测分析 |
| 5.4.1 电离层TEC时间尺度变化规律 |
| 5.4.2 不同季节的电离层TEC预测分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及获奖情况 |
| 一、硕士期间发表的论文和成果 |
| 二、硕士期间获得的荣誉 |
（2）强震前后电离层扰动星地联合分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 文章内容安排 |
| 第二章:地震电离层前兆概述 |
| 2.1 地震活动概述 |
| 2.1.1 地震成因及震级 |
| 2.1.2 孕震区域 |
| 2.2 近地空间环境和圈层耦合 |
| 2.2.1 岩石圈(Lithosphere) |
| 2.2.2 大气层(Atmosphere) |
| 2.2.3 电离层(Ionosphere) |
| 2.2.4 磁层(Magnetosphere) |
| 2.2.5 LAI耦合 |
| 2.3 地震电磁扰动特征 |
| 2.3.1 地震电磁前兆及主要参量研究 |
| 2.3.2 电离层的震级敏感性及震前电离层扰动现象时间特征 |
| 2.3.3 震前电离层扰动空间特征 |
| 第三章 电离层TEC与地球磁场数据概述及获取 |
| 3.1 电离层TEC基本概述及数据获取 |
| 3.1.1 电离层TEC基本概述 |
| 3.1.2 电离层TEC数据获取 |
| 3.2 地球磁场概述及观测数据获取 |
| 3.2.1 地磁指数简介 |
| 3.2.2 张衡一号卫星简介 |
| 3.2.3 SWARM卫星简介 |
| 第四章 印尼地震电离层共轭效应研究 |
| 4.1 电离层TEC数据处理方法 |
| 4.2 2019年印度尼西亚苏门答腊岛南部海域M_s6.8地震震例分析 |
| 4.2.1 研究背景 |
| 4.2.2 探测结果 |
| 4.2.3 印度尼西亚地震与川滇地区TEC异常统计分析 |
| 4.3 本章总结及分析 |
| 第五章 震前地球磁场异常扰动研究 |
| 5.1 电磁波频率选取及处理方法 |
| 5.1.1 电磁波频率选取 |
| 5.1.2 地磁场数据处理方法 |
| 5.2 张衡一号卫星数据预处理 |
| 5.3 2018年8月5日印度尼西亚松巴哇岛M_s6.9震例分析 |
| 5.3.1 时空域处理结果及分析 |
| 5.3.2 频率域处理结果及分析 |
| 5.4 本章总结及分析 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历、在学期间研究成果及发表文章 |
（4）中国及周边地区电离层闪烁效应特性与建模研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 电离层概述 |
| 1.1.1 电离层分层结构 |
| 1.1.2 电离层形态变化特征 |
| 1.1.3 电离层对电波传播的影响 |
| 1.2 电离层闪烁 |
| 1.2.1 电离层闪烁理论 |
| 1.2.2 电离层闪烁指数 |
| 1.2.3 电离层闪烁模型 |
| 1.3 电离层闪烁对GNSS的影响 |
| 1.4 研究目的和主要研究内容 |
| 1.5 创新点 |
| 第2章 监测网简介 |
| 2.1 中科院空间环境监测网 |
| 2.2 中国地壳运动监测网 |
| 第3章 2017年9月8 日磁暴期间GPS定位性能评估 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数据及方法 |
| 3.2.1 数据 |
| 3.2.2 精密单点定位PPP |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 中元节磁暴事件前后空间环境及电离层扰动情况 |
| 3.3.2 中元节磁暴事件前后动态PPP误差概述 |
| 3.3.3 讨论分析 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 太阳活动下降期间(2015-2018)中国大陆及周边区域GPS周跳特征分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数据及方法 |
| 4.2.1 观测数据 |
| 4.2.2 周跳探测方法 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 周跳随地方时的变化特征 |
| 4.3.2 周跳随季节变化特征 |
| 4.3.3 周跳的年变化特征 |
| 4.4 讨论 |
| 4.4.1 周跳与太阳活动的相关性 |
| 4.4.2 周跳与电离层闪烁的相关性 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 构建中国南方地区电离层闪烁模型 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数据及方法 |
| 5.2.1 电离层幅度闪烁指数数据来源 |
| 5.2.2 计算IPP点地理经纬度 |
| 5.2.3 Kriging插值法 |
| 5.2.4 变差函数计算和拟合 |
| 5.3 结果与验证 |
| 5.3.1 实例结果 |
| 5.3.2 精度验证 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 总结与下一步工作 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 下一步工作 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）多GNSS监测系统测试与异常空间环境检测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究发展现状 |
| 1.2.1 系统测试评估研究现状 |
| 1.2.2 异常空间环境研究现状 |
| 1.3 论文研究内容 |
| 第二章 空间环境和电离层探测 |
| 2.1 空间环境 |
| 2.2 电离层 |
| 2.3 太阳活动对电离层的影响 |
| 2.4 地磁活动对电离层的影响 |
| 2.5 空间目标对电离层的影响 |
| 2.6 电离层模型 |
| 2.6.1 电离层经验模型 |
| 2.6.2 电离层理论模型 |
| 2.6.3 全球电离层图 |
| 2.7 电离层TEC反演原理和方法 |
| 2.7.1 电离层折射指数 |
| 2.7.2 电离层延迟表达式 |
| 2.7.3 电离层绝对TEC和相对TEC |
| 2.7.4 载波相位平滑伪距观测值 |
| 2.7.5 周跳的探测与修复 |
| 2.7.6 硬件延迟 |
| 2.7.7 电离层TEC反演 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 多GNSS监测系统测试的研究 |
| 3.1 多GNSS监测系统结构 |
| 3.2 GNSS卫星信号模拟器 |
| 3.3 多GNSS监测系统测试方案 |
| 3.4 多GNSS监测系统测试 |
| 3.4.1 多GNSS监测系统性能测试方案的研究 |
| 3.4.2 多GNSS监测系统完好性监测方案的研究 |
| 3.4.3 多GNSS监测系统信号质量的监测功能测试的研究 |
| 3.5 基于多GNSS监测系统的空间环境检测 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 太阳耀斑和磁暴引起的空间环境异常分析 |
| 4.1 异常空间环境的检测方法 |
| 4.1.1 利用电离层VTEC增量分析异常空间环境 |
| 4.1.2 利用电离层VTEC变化率研究异常空间环境 |
| 4.1.3 利用滑动时窗法检测电离层VTEC变化研究异常空间环境 |
| 4.2 太阳耀斑引起空间环境变化的研究 |
| 4.2.1 太阳耀斑观测资料数据预处理 |
| 4.2.2 太阳耀斑期间空间环境中电离层VTEC时间序列异常分析 |
| 4.2.3 太阳耀斑期间空间环境中电离层VTEC变化异常分析 |
| 4.2.4 太阳耀斑期间空间环境中电离层VTEC变化率异常分析 |
| 4.3 磁暴引起的空间环境异常分析 |
| 4.3.1 磁暴的选取及数据预处理 |
| 4.3.2 磁暴期间空间环境中电离层VTEC时间序列异常分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 异常空间环境检测的研究与分析 |
| 5.1 空间环境中电离层VTEC时间序列异常分析 |
| 5.2 异常空间环境的检测及数据处理 |
| 5.3 空间环境中电离层VTEC变化率异常分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 论文工作总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻硕士学位期间取得的研究成果 |
（6）基于SWARM和DEMETER卫星电子密度数据的地震电离层现象研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 地震电离层现象研究现状 |
| 1.2.1 同震电离层扰动 |
| 1.2.2 震前电离层扰动 |
| 1.2.2.1 震例研究 |
| 1.2.2.2 统计研究 |
| 1.2.2.3 耦合机制的研究 |
| 1.3 地震电离层现象研究总结 |
| 1.3.1 主要研究参量总结 |
| 1.3.2 电离层异常特征总结 |
| 1.4 研究目的和意义 |
| 1.5 研究思路与内容 |
| 第二章 地震电离层现象概述 |
| 2.1 地震活动概述 |
| 2.1.1 地震成因及震级 |
| 2.1.2 地震过程及前兆现象 |
| 2.1.3 地震孕育区 |
| 2.2 电离层概述 |
| 2.2.1 电离层 |
| 2.2.2 电离层活动特征 |
| 2.3 电离层对地震的响应 |
| 2.3.1 地震电离层现象对震级敏感性 |
| 2.3.2 地震电离层现象的空间分布特征 |
| 2.3.3 地震电离层现象的多样性和瞬时性 |
| 2.3.4 地震电离层现象在电离层各分层中的响应特征 |
| 2.4 小结与讨论 |
| 第三章 基于DEMETER卫星数据的分析 |
| 3.1 DEMETER卫星及数据 |
| 3.1.1 DEMETER卫星简介 |
| 3.1.2 DEMETER卫星数据 |
| 3.2 DEMETER卫星观测数据的背景特征 |
| 3.2.1 空间分布背景的构建方法及特征分析 |
| 3.2.2 固定区域的观测数据时间序列构建方法及其变化特征 |
| 3.2.2.1 时间序列构建方法 |
| 3.2.2.2 数据随纬度的变化特征 |
| 3.2.2.3 数据随经度的变化特征 |
| 3.2.4 结论与讨论 |
| 3.3 地震电离层现象的震例研究 |
| 3.3.1 空间分布分析方法 |
| 3.3.2 时间序列分析方法 |
| 3.3.3 典型震例分析与总结 |
| 3.4 地震电离层现象的统计研究与验证 |
| 3.4.1 基于多地震事件分类的分析 |
| 3.4.1.1 异常的空间分布分析 |
| 3.4.1.2 异常的时间序列分析 |
| 3.4.2 基于随机事件的验证 |
| 3.4.3 基于多地震事件的定量评估 |
| 3.4.3.1 异常空间分布的统计分析 |
| 3.4.3.2 异常时间序列的统计分析 |
| 3.5 小结与讨论 |
| 第四章 基于SWARM星座数据的分析 |
| 4.1 SWARM星座及数据 |
| 4.1.1 SWARM星座简介 |
| 4.1.2 SWARM星座数据 |
| 4.1.3 SWARM星座卫星轨道的差异 |
| 4.2 SWARM星座观测数据的背景分析 |
| 4.2.1 固定研究区域观测数据的时序分析 |
| 4.2.2 观测数据的空间分布特征 |
| 4.2.3 基于三颗卫星轨道差异的特征分析 |
| 4.2.4 结论与讨论 |
| 4.3 地震电离层快速扰动的分析方法及震例研究 |
| 4.3.1 快速扰动的分析方法 |
| 4.3.2 震前的快速扰动现象 |
| 4.4 快速扰动现象与地震活动的相关性研究 |
| 4.4.1 快速扰动的空间分布特征 |
| 4.4.2 太阳和地磁活动的影响 |
| 4.4.3 有震区与无震区的对比分析 |
| 4.4.4 地震前与地震后的对比分析 |
| 4.5 小结与讨论 |
| 第五章 地震电离层现象的耦合机制 |
| 5.1 常见的耦合机制模型 |
| 5.1.1 重力波模型 |
| 5.1.2 电动力学模型 |
| 5.1.3 电磁辐射模型 |
| 5.1.4 化学模型 |
| 5.2 地震电离层耦合途径 |
| 5.2.1 重力波途径 |
| 5.2.2 电动力学途径 |
| 5.3 基于耦合机制对震例研究结果的分析 |
| 5.3.1 对DEMTER卫星震例研究结果的分析 |
| 5.3.2 对SWARM星座震例研究结果的分析 |
| 5.4 小结与讨论 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究结果总结 |
| 6.2 DEMETER和 SWARM的研究对比 |
| 6.3 创新点 |
| 6.4 展望 |
| 6.4.1 星座观测设想 |
| 6.4.2 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及发表文章 |
（7）太空飞行器发射引起的中低纬电离层变化特征研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 太空飞行器发射对电离层影响的研究意义 |
| §1.2 太空飞行器发射对电离层影响的研究历史和现状 |
| §1.3 本文研究内容和结构安排 |
| 第二章 影响电离层变化的因素 |
| §2.1 电离层简介 |
| §2.1.1 电离层的形成机制和分层结构 |
| §2.1.2 中低纬电离层常见现象 |
| §2.1.3 电离层对无线电通信的影响 |
| §2.2 自然现象对电离层的影响 |
| §2.3 太空飞行器发射对电离层的影响 |
| §2.4 小结 |
| 第三章 观测数据处理方法 |
| §3.1 火箭发射事例 |
| §3.2 Swarm卫星观测数据处理方法 |
| §3.2.1 Swarm卫星简介 |
| §3.2.2 Swarm卫星 2 Hz朗缪尔探针观测数据处理方法 |
| §3.2.3 Swarm卫星 16 Hz电子密度观测数据处理方法 |
| §3.3 DMSP卫星观测数据处理方法 |
| §3.3.1 DMSP卫星简介 |
| §3.3.2 DMSP卫星观测数据处理方法 |
| §3.4 VTEC数据处理方法 |
| §3.4.1 VTEC数据简介 |
| §3.4.2 VTEC数据处理方法 |
| §3.5 小结 |
| 第四章 利用Swarm卫星观测数据研究火箭发射对中低纬电离层的影响 |
| §4.1 火箭发射引起的Swarm卫星观测数据异常的识别方法 |
| §4.2 Swarm卫星观测到的火箭发射引起的中低纬电离层异常 |
| §4.2.1 2015 年9月 2 日Atlas-V火箭发射事例 |
| §4.2.2 2016 年7月 28 日Atlas-V火箭发射事例 |
| §4.2.3 2017 年9月 7 日Falcon 9 火箭发射事例 |
| §4.3 小结 |
| 第五章 利用DMSP卫星观测数据研究火箭发射对中低纬电离层的影响 |
| §5.1 火箭发射引起的DMSP卫星观测数据异常的识别方法 |
| §5.2 DMSP卫星观测到的火箭发射引起的中低纬电离层异常 |
| §5.2.1 2014 年10月 29 日Atlas-V火箭发射事例 |
| §5.2.2 2015 年3月 25 日Delta-IV火箭发射事例 |
| §5.3 小结 |
| 第六章 利用VTEC数据研究火箭发射对中低纬电离层的影响 |
| §6.1 火箭发射引起的电离层VTEC数据异常的识别方法 |
| §6.2 火箭发射引起的中低纬电离层VTEC异常 |
| §6.2.1 2017 年8月 24 日Falcon 9 火箭发射事例 |
| §6.2.2 2017 年9月 7 日Falcon 9 火箭发射事例 |
| §6.3 小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| §7.1 本文工作总结 |
| §7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读硕士期间主要研究成果 |
| 附录 |
（8）洋陆俯冲带地震多物理场异常信息提取与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文选题与意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 震前热异常研究进展 |
| 1.2.2 震前电离层TEC异常研究进展 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 论文结构安排 |
| 第二章 洋陆俯冲带地震前兆研究基础理论 |
| 2.1 洋陆俯冲带地震 |
| 2.1.1 洋陆俯冲带地震分类 |
| 2.1.2 洋陆俯冲带地震发震机制 |
| 2.1.3 智利俯冲带构造概况 |
| 2.2 海气界面热交换理论基础 |
| 2.2.1 海表热交换 |
| 2.2.2 海表潜热计算 |
| 2.3 电离层概述 |
| 2.3.1 电离层结构 |
| 2.3.2 电离层扰动分析 |
| 第三章 多源数据介绍与处理 |
| 3.1 热场多源数据介绍 |
| 3.2 海岸上升流指数 |
| 3.3 TEC数据介绍与分析 |
| 3.3.1 电离层TEC定义 |
| 3.3.2 IGS电离层TEC简介 |
| 3.3.3 TEC时空特性分析 |
| 3.4 太阳活动与地磁活动参数介绍 |
| 第四章 俯冲带地震热场多参量异常提取与分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 热场多参量异常提取与分析方法介绍 |
| 4.2.1 小波分析 |
| 4.2.2 小波功率谱 |
| 4.2.3 小波交叉分析 |
| 4.2.4 原地温度场法 |
| 4.3 洋面热异常提取与分析 |
| 4.3.1 研究区介绍 |
| 4.3.2 洋面热异常结果分析 |
| 4.3.3 上升流作用下的洋面地震热异常探讨 |
| 4.4 陆面热异常提取与分析 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 基于SVR模型的电离层TEC背景场构建 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 TEC非震动态背景场建立原理与方法 |
| 5.2.1 TEC非震动态背景场的概念 |
| 5.2.2 小波多尺度分解 |
| 5.2.3 支持向量机回归模型 |
| 5.2.4 TEC非震动态背景场建立与分析 |
| 5.3 智利俯冲带三次大地震TEC异常探测实例分析 |
| 5.3.1 异常探测方法 |
| 5.3.2 2010 年智利8.8 级地震TEC异常探测结果分析 |
| 5.3.3 2014 年智利8.2 级地震TEC异常探测结果分析 |
| 5.3.4 2015 年智利8.3 级地震TEC异常探测结果分析 |
| 5.4 小结 |
| 结论与展望 |
| 主要结论 |
| 存在的问题与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（9）基于GPS和DEMETER卫星数据的地震电离层电子浓度异常变化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 图表目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文选题背景 |
| 1.2 地震电离层扰动研究现状 |
| 1.2.1 电离层概述 |
| 1.2.2 地震电离层扰动研究进展 |
| 1.3 论文研究思路和内容 |
| 1.3.1 问题的提出 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 第二章 测量与分析方法 |
| 2.1 数据介绍 |
| 2.1.1 法国 DEMETER 卫星电磁数据 |
| 2.1.2 电离层 TEC 数据 |
| 2.1.3 太阳和地磁活动指数 |
| 2.1.4 地震数据 |
| 2.2 GPS TEC 数据处理方法 |
| 2.2.1 利用 GPS 反演 TEC 的原理和方法 |
| 2.2.2 区域 GPS TEC 地图绘制 |
| 2.3 地震电磁异常提取方法 |
| 2.3.1 DEMETER 卫星数据异常提取方法 |
| 2.3.2 TEC 异常提取方法 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 典型震例的多参数分析 |
| 3.1 汶川地震 |
| 3.1.1 GPS TEC 结果分析 |
| 3.1.2 DEMETER 卫星 ISL 数据分析 |
| 3.1.3 DEMETER 卫星 IAP 数据和 NOAA 卫星亮温数据对比分析 |
| 3.1.4 高能粒子能谱分析 |
| 3.1.5 讨论 |
| 3.1.6 结论 |
| 3.2 日本地震 |
| 3.2.1 GPS TEC 结果分析 |
| 3.2.2 foF2结果分析 |
| 3.2.3 结论与讨论 |
| 3.3 玉树地震 |
| 3.3.1 GPS TEC 分析 |
| 3.3.2 DEMETER 数据分析 |
| 3.3.3 结论 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 基于 DEMETER 卫星和 GPS 数据的强震期间电子浓度变化统计分析 |
| 4.1 DEMETER 卫星数据统计分析 Ne 变化 |
| 4.1.1 数据选取 |
| 4.1.2 数据分析与结果 |
| 4.1.3 讨论与结论 |
| 4.2 GPS 数据统计分析 TEC 变化 |
| 4.2.1 数据选取 |
| 4.2.2 数据分析与结果 |
| 4.2.3 结论 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 中国西南区域电离层 TEC 变化长时间序列分析 |
| 5.1 数据选取 |
| 5.2 结果分析 |
| 5.2.1 时间序列分析 |
| 5.2.2 空间特征分析 |
| 5.2.3 检验区验证 |
| 5.3 讨论与结论 |
| 第六章 地震电离层耦合机理研究初探 |
| 6.1 基本方程 |
| 6.1.1 电离层电流和电导率 |
| 6.1.2 连续性方程 |
| 6.2 孕震区电场在电离层中的渗透传播 |
| 6.2.1 孕震区扰动电场的计算 |
| 6.2.2 孕震区扰动电场导致的电离层效应 |
| 6.3 小结 |
| 第七章 主要结论及存在问题 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 主要结论 |
| 7.3 创新点 |
| 7.4 存在不足和后续研究工作 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 发表文章目录 |
| 致谢 |
（10）太阳活动对区域电离层的影响分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 太阳耀斑引起电离层扰动 |
| 1.2.2 日食引起电离层异常研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 太阳及太阳活动对电离层的影响 |
| 2.1 电离层 |
| 2.2 太阳耀斑 |
| 2.3 日食 |
| 2.4 太阳耀斑、日食对电离层影响机制 |
| 第三章 GPS 监测电离层的原理和方法 |
| 3.1 电离层延迟 |
| 3.1.1 基本概念 |
| 3.1.2 穿刺点位置确定 |
| 3.1.3 GPS 观测值测定 TEC |
| 3.2 周跳的探测与修复 |
| 3.3 卫星和接收机的硬件延迟的计算 |
| 3.4 电离层延迟模型 |
| 第四章 太阳耀斑和日食引起的我国电离层异常分析 |
| 4.1 太阳耀斑 |
| 4.2 日食 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、2000年7月14日特大耀斑引起的电离层TEC突然增强现象（论文参考文献）
- [1]短期电离层TEC预报方法的研究[D]. 黄佳伟. 东华理工大学, 2021
- [2]强震前后电离层扰动星地联合分析[D]. 周煜林. 中国地震局地震预测研究所, 2021(01)
- [3]第22、23和24太阳活动周期间太阳耀斑事件的统计研究[D]. 王婷. 华北电力大学, 2021
- [4]中国及周边地区电离层闪烁效应特性与建模研究[D]. 耿威. 中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心), 2021(01)
- [5]多GNSS监测系统测试与异常空间环境检测[D]. 庞国强. 电子科技大学, 2020(01)
- [6]基于SWARM和DEMETER卫星电子密度数据的地震电离层现象研究[D]. 何宇飞. 中国地震局地球物理研究所, 2020(03)
- [7]太空飞行器发射引起的中低纬电离层变化特征研究[D]. 田昂昂. 桂林电子科技大学, 2020(03)
- [8]洋陆俯冲带地震多物理场异常信息提取与分析[D]. 向亮. 中国石油大学(华东), 2019(09)
- [9]基于GPS和DEMETER卫星数据的地震电离层电子浓度异常变化研究[D]. 闫相相. 中国地震局地质研究所, 2013(05)
- [10]太阳活动对区域电离层的影响分析[D]. 任刚. 长安大学, 2013(06)