利用掩星技术研究南极地区顶部电离层特性

孙伟; 安家春; 王泽民

doi:10.13203/j.whugis20150227

利用掩星技术研究南极地区顶部电离层特性

doi: 10.13203/j.whugis20150227

孙伟^1,2,3,
安家春^2,,
王泽民²

1.
武汉大学测绘学院, 湖北武汉, 430079;
2.
武汉大学中国南极测绘研究中心, 湖北武汉, 430079;
3.
武汉市测绘研究院, 湖北武汉, 430022

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(41204028,41231064);南北极环境综合考察与评估专项基金资助项目(CHINARE2015-02-02);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2042014kf0266)。

详细信息

作者简介:
孙伟,博士生,主要从事卫星导航定位及应用研究。E-mail:14182734@qq.com

通讯作者: 安家春,博士。E-mail:jcan@whu.edu.cn

中图分类号: P228.41

Analysis of Topside Ionosphere in Antarctica Based on Radio Occultation

SUN Wei^1,2,3,
AN Jiachun^2
,,
WANG Zemin²

1.
School of Geodesy and Geodynamics, Wuhan University, Wuhan 430079, China;
2.
Chinese Antarctic Center of Surveying and Mapping, Wuhan University, Wuhan 430079, China;
3.
Wuhan Geomatics Institute, Wuhan 430022, China

Funds: The National Natural Science Foundation of China, Nos. 41204028, 41231064;the Chinese Polar Environment Comprehensive Investigation and Assessment Program, No. CHINARE2015-02-02;the Fundamental Research Funds for the Central Universities, No. 2042014kf0266.

摘要: 掩星观测能够提供地面到低轨卫星轨道高度处的整个电离层电子密度剖面,对于顶部电离层的研究有重要的作用。本文利用COSMIC(constellation observing system for meteorology ionosphere and climate)掩星数据反演了电子密度剖面,提取了F₂层峰值高度(hmF2)、F₂层峰值密度(NmF2)、垂直标尺高(vertical scale height,VSH)等电离层参数,研究了南极地区的F₂层在太阳活动周期内的变化、年际变化、周日变化等,并且重点分析了南极地区的顶部电离层的垂直结构特征,尤其是威德尔海异常在垂直方向上的变化。结果表明,整个南极的hmF2每日均值在250~300 km左右,NmF2每日均值在1~8×10¹¹ el/m³之间,VSH每日均值在100~250 km,威德尔海异常主要表现在顶部电子密度的增强和底部电子密度的减少。
- COSMIC /
- 南极 /
- 顶部电离层 /
- 垂直标尺高
Abstract: Radio occultation can provide the ionospheric electron density profile from the ground to the height of LEO orbit, which play an important role in the research of topside ionosphere. In this paper, COSMIC (Constellation Observing System for Meteorology Ionosphere and Climate) radio occultation data are used to obtain the electron density profile, and the ionospheric parameters, such as hmF2 (peak height of F₂ layer), NmF2 (peak electron density of F₂ layer), VSH (vertical scale height), are extracted. The changes of F2 layer in Antarctica are studied in the solar activity cycle, annual cycle and diurnal cycle, respectively. The vertical structure characteristics of top ionosphere in Antarctica, especially for Weddell Sea anomaly, are studied in detail. The results show that the daily averages of the whole Antarctic hmF2, NmF2 and VSH are 250 km, (1-4)× 10¹¹el/m³, 100~200 km, respectively, during low solar activity, and up to 250-300 km, (1-8)× 10¹¹el/m³, 150-250 km, respectively, during high solar activity. Weddell Sea Anomaly is mainly characterized by the electron density enhancement at the top and the electron density reduction at the bottom, which lasts four months, from late spring to early autumn.
- COSMIC /
- Antarctica /
- topside ionosphere /
- vertical scale height

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利用掩星技术研究南极地区顶部电离层特性

doi: 10.13203/j.whugis20150227

作者简介:
孙伟,博士生,主要从事卫星导航定位及应用研究。E-mail:14182734@qq.com

通讯作者: 安家春,博士。E-mail:jcan@whu.edu.cn

Analysis of Topside Ionosphere in Antarctica Based on Radio Occultation

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利用掩星技术研究南极地区顶部电离层特性

doi: 10.13203/j.whugis20150227

1. 武汉大学测绘学院, 湖北武汉, 430079;

2. 武汉大学中国南极测绘研究中心, 湖北武汉, 430079;

3. 武汉市测绘研究院, 湖北武汉, 430022

作者简介:
孙伟,博士生,主要从事卫星导航定位及应用研究。E-mail:14182734@qq.com

通讯作者: 安家春,博士。E-mail:jcan@whu.edu.cn

English Abstract

Analysis of Topside Ionosphere in Antarctica Based on Radio Occultation

1. School of Geodesy and Geodynamics, Wuhan University, Wuhan 430079, China;

2. Chinese Antarctic Center of Surveying and Mapping, Wuhan University, Wuhan 430079, China;

3. Wuhan Geomatics Institute, Wuhan 430022, China

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利用掩星技术研究南极地区顶部电离层特性

doi: 10.13203/j.whugis20150227

作者简介: 孙伟,博士生,主要从事卫星导航定位及应用研究。E-mail:14182734@qq.com

通讯作者: 安家春,博士。E-mail:jcan@whu.edu.cn

Analysis of Topside Ionosphere in Antarctica Based on Radio Occultation

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出版历程

利用掩星技术研究南极地区顶部电离层特性

doi: 10.13203/j.whugis20150227

1. 武汉大学测绘学院, 湖北 武汉, 430079; 2. 武汉大学中国南极测绘研究中心, 湖北 武汉, 430079; 3. 武汉市测绘研究院, 湖北 武汉, 430022

作者简介: 孙伟,博士生,主要从事卫星导航定位及应用研究。E-mail:14182734@qq.com

通讯作者: 安家春,博士。E-mail:jcan@whu.edu.cn

English Abstract

Analysis of Topside Ionosphere in Antarctica Based on Radio Occultation

1. School of Geodesy and Geodynamics, Wuhan University, Wuhan 430079, China; 2. Chinese Antarctic Center of Surveying and Mapping, Wuhan University, Wuhan 430079, China; 3. Wuhan Geomatics Institute, Wuhan 430022, China

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作者简介:
孙伟,博士生,主要从事卫星导航定位及应用研究。E-mail:14182734@qq.com

1. 武汉大学测绘学院, 湖北武汉, 430079;

2. 武汉大学中国南极测绘研究中心, 湖北武汉, 430079;

3. 武汉市测绘研究院, 湖北武汉, 430022

作者简介:
孙伟,博士生,主要从事卫星导航定位及应用研究。E-mail:14182734@qq.com

1. School of Geodesy and Geodynamics, Wuhan University, Wuhan 430079, China;

2. Chinese Antarctic Center of Surveying and Mapping, Wuhan University, Wuhan 430079, China;

3. Wuhan Geomatics Institute, Wuhan 430022, China