收藏本站
《武汉大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

GPS电离层观测技术及其在地震中的应用研究

林剑  
【摘要】:电离层是人类生存的地球近地空间环境的一部分,主要受太阳活动的影响,与人类的生存、通信等息息相关。电离层观测有着悠久的历史,其目的是为了获取有关电离层的物理参量及其动态变化。在电离层的探测史上,从以地面观测设备为基础的探测开始,逐步发展为广泛的空间探测,而采用的探测设备也经历了从电离层测高仪(Ionosonde)、非相干散射雷达到火箭探测仪器、卫星探测仪的一个发展过程,借助于这些遥感(Remote sense)或实地探测(In-situ measurement)设备,人们对电离层空间环境特征及变化有了一定程度的认识。然而,基于这些观测设备自身的特点(时间或空间分辨率较低),都难以承担全球电离层变化的连续监测任务。鉴于此,寻求更加有效的电离层观测技术和手段将显得意义重大,而GPS作为当前探测电离层的有效手段已得到广泛的应用,通过其获取的总电子含量TEC和电子密度Ne则是揭示电离层时空变化规律和特征的两个重要物理参量。 论文围绕GPS电离层观测技术及其在地震中的应用研究展开了一系列的讨论,主要内容和成果如下: (1)论文介绍了地基GPS电离层TEC观测技术,详细讨论了基于球谐函数建立中国区域二维电离层模型的方法,并通过CODE分析中心提供的最终TEC产品对本文解算结果进行了验证,表明本文解算结果与CODE(?)勺结果相当。 (2)论文基于Bernese5.0软件平台,完成了LEO精密定轨,与GFZ计算的精密轨道相比,三维方向的RMS小于10cm。分析表明,其定轨结果完全能保障高精度LEO电离层反演的要求。 (3)针对LEO GPS绝对TEC反演中最为关键的GPS接收机仪器偏差估计问题,论文提出了一种仪器偏差的估计方法,并反演出LEO TEC。估计方法为:基于电离层球对称假设,利用原始观测数据,采用几何映射函数,通过最小二乘解算LEO GPS接收机仪器偏差 (4)论文详细的讨论了三种基于TEC的Abel积分反演方法(传统的AIT、SIT以及Alternative SIT)的优越性及全局性,并将SIT和Alternative SIT反演结果与全球测高仪观测作了对比分析,得出了一些有益的结论;讨论了粗差及周跳对反演结果的影响,得出掩星数据预处理的重要性。 (5)论文提出了一种改善的LEO GPS电离层掩星反演方法——基于飞改正TEC的电离层掩星反演方法,并应用于模拟数据和实测数据反演,结果表明:(1)无论是基于模拟数据还是实测数据,非改正TEC反演精度较改正TEC反演精度均有所提高,尤其对于较低LEO轨道,这种提高更为明显;(2)基于上述两种数据,某些通过改正TEC方法反演的结果出现严重的偏差,反观非改正TEC反演的结果正常。 (6)论文介绍了地震-电离层耦合机理,并通过模拟实验得出,地震电离层异常扰动位于电离层的F2层。 (7)论文讨论了电离层异常扰动检测方法,基于GPS观测数据对汶川大地震进行了详细的异常扰动探测与分析,并对国内2004年以来6.0级以上地震及国外2007年以来7.0级以上地震进行了系统的地震电离层异常检测。经震例统计分析研究,证实了在大多数地震情况下,震前电离层异常现象存在的看法,为探索地震短临预报提供了进一步的参考性依据。
【学位授予单位】:武汉大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:P352.7

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴小成;胡雄;张训械;Jens Wickert;;电离层GPS掩星观测改正TEC反演方法[J];地球物理学报;2006年02期
2 王鑫;吕达仁;;GPS无线电掩星技术反演大气参数方法对比[J];地球物理学报;2007年02期
3 郭自强,刘斌;岩石破裂电磁辐射的频率特性[J];地球物理学报;1995年02期
4 胡雄,曾桢,张训械,张冬娅,肖存英;大气GPS掩星观测反演方法[J];地球物理学报;2005年04期
5 常青,张东和,萧佐,张其善;GPS系统硬件延迟估计方法及其在TEC计算中的应用[J];地球物理学报;2001年05期
6 郭子祺,郭自强;岩石破裂中多裂纹辐射模型[J];地球物理学报;1999年S1期
7 张东和,萧佐;利用GPS计算TEC的方法及其对电离层扰动的观测[J];地球物理学报;2000年04期
8 郝建国;近地表大气电场异常与地震[J];地震学报;1988年02期
9 萧佐,张东和;通过GPS测量数据研究电离层电子总含量的逐日变化[J];空间科学学报;2000年02期
10 刘敏;郭鹏;;对称模式下的CHAMP弯曲角掩星数据同化[J];中国科学院上海天文台年刊;2005年00期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 邹玉华;GPS地面台网和掩星观测结合的时变三维电离层层析[D];武汉大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘旭春;张正禄;;单站GPS遥感水汽含量范围的确定及结果分析[J];北京测绘;2006年03期
2 穆向荣 ,张秀林 ,章守华 ,张弘 ,沈功田;双相钢的巴克好森效应[J];北京科技大学学报;1988年02期
3 王璟,张志杰,孙先锋,姜少亭;应用生物强化技术处理焦化废水难降解有机物[J];城市环境与城市生态;2000年06期
4 季迪新,回清杰,裴培,鲁艺;刷参水的净化和防腐[J];日用化学工业;1986年03期
5 张健,欧吉坤;GPS仪器偏差的求解方法及其对电子总量的影响[J];测绘工程;2003年03期
6 明冬萍,骆剑承,沈占锋,汪闽,盛昊;高分辨率遥感影像信息提取与目标识别技术研究[J];测绘科学;2005年03期
7 姜衍祥;杨建图;董克刚;黄立人;周俊;于强;;利用GPS监测地面沉降的精度分析[J];测绘科学;2006年05期
8 赵峰;戴连君;聂志锋;曹云昌;肖稳安;;GPS水汽含量自动处理系统的研究及应用[J];测绘科学;2006年06期
9 何宗宜;谭芬;魏秀琴;;地图矢量数据处理研究[J];测绘科学;2006年06期
10 霍星明;;单频GPS接收机定位中的电离层延迟改正[J];测绘技术装备;2005年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘清平;李卓球;孙明清;;混凝土脆性断裂电磁发射理论研究[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2001年
2 陈刘成;;导航系统精密定轨中的频率间偏差问题[A];中国测绘学会2006年学术年会论文集[C];2006年
3 晏红波;黄腾;;GPS网络RTK的现状及应用前景探讨[A];现代空间定位技术应用研讨交流会论文集(第5卷 第3集)[C];2007年
4 王光辉;朱彦武;张书毕;刘军;;GPS、GLONASS和Galileo系统集成接收机单点定位精度研究[A];现代空间定位技术应用研讨交流会论文集(第5卷 第3集)[C];2007年
5 郑汉球;于晖;;GPS网、三角网和测边网的精度匹配问题[A];现代空间定位技术应用研讨交流会论文集(第5卷 第3集)[C];2007年
6 袁运斌;欧吉坤;霍星亮;闻德保;;随机电离层扰动的GPS监测理论及框架方案研究[A];《大地测量与地球动力学进展》论文集[C];2004年
7 马耀昌;辛国;;GPS测量误差与数据处理的质量控制[A];第三届湖北科技论坛优秀论文集[C];2005年
8 马耀昌;辛国;;GPS测量误差与数据处理的质量控制[A];测绘荆楚——湖北省测绘学会2005年“索佳杯”学术论文集[C];2005年
9 朱晓琼;刘杰;钱昆;王文俊;胡念苏;;基于核心模块的汽轮机组性能监测系统[A];2007年鄂、皖、苏、冀四省电机工程学会汽轮机专业学术研讨会论文集(湖北卷)[C];2007年
10 林剑;吴云;;利用GPS双频载波相位单历元解算电离层VTEC[A];新世纪观测技术发展及防震减灾青年学术研讨会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张社荣;面板堆石坝安全监测关联管理系统研究[D];天津大学;2004年
2 王涛;胶态锂离子电池及其材料的研究[D];复旦大学;2003年
3 石宝军;电子文献研究[D];中国科学院文献情报中心;2001年
4 陈金平;GPS完善性增强研究[D];解放军信息工程大学;2001年
5 孙明清;碳纤维混凝土与素混凝土的力电机敏性及应用研究[D];武汉理工大学;2002年
6 袁运斌;基于GPS的电离层监测及延迟改正理论与方法的研究[D];中国科学院研究生院(测量与地球物理研究所);2002年
7 李超;正确认识和处理“一国两制”条件下人民内部矛盾问题[D];中共中央党校;2003年
8 蒋虎;GPS无线电掩星技术反演地球大气参数中若干问题的研究[D];中国科学院研究生院(上海天文台);2002年
9 殷光伟;中国股票市场预测方法的研究[D];天津大学;2003年
10 王霄;低纬(海南)地区电离层变化和扰动特性研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 盛广宏;磷渣活性的激发及对硅酸盐水泥的缓凝机理[D];南京工业大学;2004年
2 邓建新;网络化制造平台可重构控制系统研究与实现[D];重庆大学;2004年
3 曾新华;岩石爆破损伤影响范围研究[D];天津大学;2004年
4 刘利;基于道路的双星定位研究[D];解放军信息工程大学;2001年
5 戴云辉;谷胱甘肽及谷胱甘肽与金属离子体系的电化学行为研究及其应用[D];湘潭大学;2002年
6 张健;利用GPS对太阳耀斑电离层响应的监测和研究[D];中国科学院研究生院(测量与地球物理研究所);2002年
7 周文骏;铈配合物定点水解切断DNA的研究[D];上海师范大学;2003年
8 张春会;开采地下水引起地面沉降预计模型及工程应用[D];辽宁工程技术大学;2004年
9 张荣婕;第二语言习得过程中僵化现象产生的原因及其应对策略[D];西安电子科技大学;2004年
10 李蔚;人工神经网络在高桩码头位移监测、预报中的应用研究[D];天津大学;2004年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 唐卫明,刘智敏;GPS载波相位平滑伪距精度分析与应用探讨[J];测绘信息与工程;2005年03期
2 曹冲,周群山,司天雷,孙环凤;XX-5A试验期间GPS观测到的电离层有源变态效应的实验结果分析[J];电波科学学报;1998年01期
3 胡雄,曾桢,张训械,熊建刚,张冬娅,黄泽荣,艾勇;无线电掩星技术及其应用[J];电波科学学报;2002年05期
4 张训械,曾桢,胡雄,张东娅;山基无线电掩星模拟[J];电波科学学报;2004年05期
5 杜品仁!中国北京100029,蒋和荣!中国北京100080,郭兼善!中国北京100080;电离层异常能否作为地震前兆的研究[J];地震;1998年02期
6 周义炎,吴云,乔学军,张训械;GPS掩星技术和电离层反演[J];大地测量与地球动力学;2005年02期
7 吴云,乔学军,周义炎;利用地基GPS探测震前电离层TEC异常[J];大地测量与地球动力学;2005年02期
8 苏元智,黄信榆;武昌电离层E-F谷区白天变化形态[J];地球物理学报;1987年06期
9 郭自强,尤峻汉,李高,施行觉;破裂岩石的电子发射与压缩原子模型[J];地球物理学报;1989年02期
10 朱元清,罗祥麟,郭自强,赵志光,祝中伟;岩石破裂时电磁辐射的机理研究[J];地球物理学报;1991年05期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 袁运斌;基于GPS的电离层监测及延迟改正理论与方法的研究[D];中国科学院研究生院(测量与地球物理研究所);2002年
2 邹玉华;GPS地面台网和掩星观测结合的时变三维电离层层析[D];武汉大学;2004年
3 雷久侯;中纬电离层的统计分析与模式化研究[D];中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所);2005年
4 郭鹏;无线电掩星技术与CHAMP掩星资料反演[D];中国科学院研究生院(上海天文台);2006年
5 章红平;基于地基GPS的中国区域电离层监测与延迟改正研究[D];中国科学院研究生院(上海天文台);2006年
6 曾桢;地球大气无线电掩星观测技术研究[D];中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所);2003年
7 乐新安;中低纬电离层模拟与数据同化研究[D];中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所);2008年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王解先,葛茂荣,金国雄,钟伟;长距离GPS定轨定位软件在微机上的实现[J];同济大学学报(自然科学版);1997年02期
2 王遗南;全球定位系统在开来沉陷观测中的应用[J];矿山测量;1997年02期
3 张项铎,谢世杰;WGS—84转换为国家实用坐标的研究[J];隧道建设;1997年01期
4 王正明;关于GPS测时精度与共视问题[J];陕西天文台台刊;1998年02期
5 卓力格图,张爱华;GPS与GLONASS的坐标转换[J];地壳形变与地震;2000年02期
6 牛安福,王琪,乔学军;断层活动的最优化定量方法研究[J];地壳形变与地震;2000年02期
7 张小红,李征航,徐绍铨;三峡库区崩滑地质灾害GPS监测试验(示范)的精度评定[J];铁路航测;2000年01期
8 岑长华,肖青,张杰林,刘京晶,于宏,何钟琦,崔振奎;一种新的实用型城市基础信息采集系统——轻型飞机成像光谱集成技术系统[J];铀矿地质;2000年02期
9 党亚民,晁定波,许才军,赵少荣;利用GPS形变资料确定地壳形变的应变特征[J];测绘科学;2001年03期
10 李淑慧;VC~(++)6.0环境下GPS接收机串口通信的实现[J];测绘信息与工程;2002年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 余涛;王云冈;毛田;曾中超;王劲松;;利用单站电离层测高仪与GPS数据的同化反演试验[A];第28届中国气象学会年会——S15电离层与电波相互作用、空间天气事件数值模拟[C];2011年
2 肖洪兵;郭泽荣;;旋转弹载GPS自动跟踪系统设计[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 许东阳;寇艳红;;GPS L5信号双分量联合跟踪[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
4 曹文涛;郭际明;;基于切比雪夫多项式的GPS轨道标准化方法[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S08卫星导航模型与方法[C];2012年
5 解祥成;丰光寅;晏黎明;;GPS水准在长江中游河道演变控制测量中的应用初探[A];中国测绘学会2010年学术年会论文集[C];2010年
6 Hsin-Tai Hsiao;Tsai-Hsin Chang;;Algorithm Design for Long-term GPS Satellite Orbit Prediction[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference(CCDC)[C];2011年
7 余涛;毛田;王云冈;曾中超;;利用同化方法进行GPS数据三维电离层反演[A];第十四届全国日地空间物理学术研讨会论文集[C];2011年
8 邓志国;Michael Bender;Galina Dick1;葛茂荣;Jens Wickert;;GPS单频机在水汽层析中的应用[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
9 李祖洪;郑晋军;张立新;;GPS有效载荷发展对北斗系统的启示[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
10 沈悦;张雷;傅忠谦;王建宇;;基于符号位位并行运算的GPS信号快速处理研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 郭卫锋;芜湖建成GPS服务系统[N];中国测绘报;2008年
2 ;安华高推出完整射频模块[N];人民邮电;2008年
3 侯新军 赵迎红;GPS解水库权属纠纷[N];中国测绘报;2008年
4 记者 梁晶晶;贵阳市公安局GPS定位锁定事发现场[N];法制生活报;2008年
5 代希泽;走出选购GPS导航仪误区[N];当代汽车报;2008年
6 吴江;仅有GPS“定”不了公车滥用的“位”[N];工人日报;2009年
7 记者 张玮炜;全市出租车将免费安上GPS[N];大连日报;2009年
8 记者 杨颖;出租车免费安装GPS安全监控设备[N];鞍山日报 ;2009年
9 王涛;国测一大队出征西部开展GPS联测[N];中国测绘报;2009年
10 本报记者 宋轩;美国GPS:加速迈向第三代[N];解放军报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 林剑;GPS电离层观测技术及其在地震中的应用研究[D];武汉大学;2011年
2 李平;智能GPS天线系统中的若干关键技术研究[D];西安电子科技大学;2007年
3 陈伟;基于GPS和自包含传感器的行人室内外无缝定位算法研究[D];中国科学技术大学;2010年
4 唐康华;GPS/MIMU嵌入式组合导航关键技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
5 田世君;高灵敏度GPS定位及组合导航技术研究[D];电子科技大学;2009年
6 宋洪涛;GPS接收机抗干扰技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 白雪;基于农田特征的车载GPS运动模型辨识及定位误差研究[D];江苏大学;2011年
8 刘有贵;GPS/GPRS车辆定位网络系统及故障在线检测技术研究[D];长春理工大学;2011年
9 陈宪冬;GPS精密定位定轨软件研究[D];西南交通大学;2009年
10 田云锋;GPS位置时间序列中的中长期误差研究[D];中国地震局地质研究所;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄昆学;GPS激光测距系统的算法研究及实现[D];山东科技大学;2010年
2 耿丽红;基于GPS的车速监测系统校准方法研究[D];天津理工大学;2010年
3 刘皓;GPS测量数据后处理方法研究[D];天津理工大学;2010年
4 李玲;基于GPS的车辆定位监控系统的研究[D];天津大学;2010年
5 郭玲娟;GPS/GPRS技术在武警作战指挥辅助决策系统中的应用研究[D];西安电子科技大学;2010年
6 蔡文明;基于A-GPS的定位系统设计与实现[D];西安电子科技大学;2010年
7 许志民;基于嵌入式计算机的GPS定位设备设计与研究[D];电子科技大学;2009年
8 刘兵;GPS技术在山区石油地震勘探测量中的应用研究[D];昆明理工大学;2008年
9 缪祥柱;工程GPS数据的实用处理技术与方法研究[D];昆明理工大学;2008年
10 杨忠祥;利用双频GPS观测值分析高原(昆明)地区电离层TEC周日变化特性[D];昆明理工大学;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026