论文摘要
电离层TEC是重要的电离层特征参数之一,它的时间和空间变化对无线通信、雷达、导航系统,特别是对星地通信系统有很大的影响。但直至目前,还没有形成适合于我国及周边地区电离层TEC的短期预报方法。本文从工程实用角度出发,基于优选的中国及周边地区28个GPS接收台站2004年的实测数据,采用比较合适的数据处理方法,对我国及周边地区电离层TEC短期预报方法进行了研究。主要进行了以下几个方面的工作:1.电离层TEC短期预报的数据处理及内插方法。对电离层TEC的原始数据,采用斜向TEC(相位)数据,根据GPS接收站点的疏密程度采用不同的数据处理方法得到各个站的垂直TEC时序系列。对电离层TEC的数据中,由于接收机或其他原因所造成的缺值,提出了采用自相关方法进行时序内插,达到了较高的插值精度,内插误差与缺值段的长度有关,一般在0.44～1.04TECu之间。2.上海地区电离层TEC的变化特性研究。分析了上海地区的电离层TEC的全月均值和月变化强度,以及自相关系数中的全日变化分量,半日变化分量和随机变化分量。TEC的全月均值在4月份达到最大,12月份出现最小;月变化强度出现了双峰结构,最大值分别出现在3月和11月。全日变化分量一般在月变化强度的0.7～0.9倍之间,占主要部分,半日变化分量和随机变化分量在月变化强度的0～0.2倍之间,三个变化分量的季节变化都比较平稳,相关时间在5～30小时之间。3.讨论并优选了一种适合于中国及周边地区电离层TEC短期预报方法。该方法由单站电离层预报和区域电离层重构两个部分组成。单站预报中采用了自相关分析方法,该方法能对单站提前15分钟到24小时(时间间隔为15分钟)做出较为精确的预报,单站预报误差一般在0.75～3.75TECu之间。区域电离层重构采用改进的克里格方法,对本文的台站选取,重构误差的范围通常是在0.36～4.33TECu之间。将单站预报方法和区域重构方法结合起来,可实现中国及周边地区电离层TEC的短期预报。采用中国及周边地区28个台站的实测数据进行了短期预报的计算机模拟,对其预报精度进行了评估和分析,讨论了提高预报精度的途径。