电离层磁场多星交叉比对分析研究

来源 :中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心) | 被引量 : 0次 | 上传用户:tfjxy
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空间磁场作为重要的空间环境组成部分,对地球物理和空间物理学科众多领域的深入研究具有重要意义。在近地空间磁场探测任务中,主要使用基于原子效应的标量磁场传感器和磁通门矢量磁场传感器。标量磁场传感器探测的标量磁场从原理上具有绝对准确性,可以作为在轨磁场基准,辅助矢量磁场传感器完成在轨标定校准。而标量磁场探测的真实准确度无法实现在轨自校验,利用空间中同时运行的多颗卫星的标量磁场传感器数据进行交叉比对分析是空间科学探测的有效手段。这种方法对评估标量磁场数据的长期可靠性及标量磁场探测载荷在轨工作的稳定性具有重要意义。本文基于“张衡一号”电磁监测试验卫星CSES和Swarm卫星在轨探测的标量磁场数据,进行交叉比对方法研究和长期数据的分析。首先利用两颗卫星时间间隔和空间距离相近作为条件,设定多种时空组合标准对数据进行筛选,考虑地磁指数等因素的限制,利用CHAOS模型对由于时空差异所带来的磁场的差异进行校正,形成一套完整的星间数据比对方法。该方法证明了在一定时空范围内,使用CHAOS模型作为中间工具,进行不同卫星间标量磁场数据比对分析时,筛选数据无需严格限制时间和空间的一致性。进一步地,对2019~2020年长期数据的一致性进行分析,对在轨数据与模型理论值间差异随时间或地磁纬度变化的趋势和规律进行可视化展示和分析,讨论可能的相关原因。分析结果表明,在夜侧轨道,地磁纬度±35°附近CSES的CDSM与Swarm Bravo的ASM数据间均值差异为1.73n T,两卫星的标量磁场数据与CHAOS模型具有较好的一致性,其标量磁场探测载荷在轨都保持了长期的稳定性。本文提出的星间在轨数据交叉比对分析方法应用于多颗卫星间的比对分析,验证了数据筛选标准和利用CHAOS模型进行交叉比对分析的方法的有效性和适用性,为未来相似卫星载荷的在轨星间数据比对提供了可借鉴的参考。
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