【摘 要】
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电离层会影响无线电波的传播,并且有越来越多的数据表明震级较大的地震往往伴随着电磁异常现象,因此,无论是出于对精确导航的需要,还是希望通过揭示地震电磁效应机理来达到地震预报的目的,我们都需要获得高精度的电离层信息。三频信标技术是一种新型的电离层电子浓度总含量（Total Electron Content,TEC）测量技术,该技术是利用低轨卫星上搭载的三频信标发射机来向地面发射一组由三个频率信号组成的
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电离层会影响无线电波的传播,并且有越来越多的数据表明震级较大的地震往往伴随着电磁异常现象,因此,无论是出于对精确导航的需要,还是希望通过揭示地震电磁效应机理来达到地震预报的目的,我们都需要获得高精度的电离层信息。三频信标技术是一种新型的电离层电子浓度总含量（Total Electron Content,TEC）测量技术,该技术是利用低轨卫星上搭载的三频信标发射机来向地面发射一组由三个频率信号组成的相干信号,然后由地面接收机接收的信号的多普勒频移来测量TEC并通过电离层CIT技术来获得大范围和高精度的TEC及电子密度剖面。将三频信标的三种频率信号各自的多普勒频移进行差分,可以得到三组差分多普勒频移,利用数学关系可以得到差分多普勒频移同电子浓度的关系,与传统的电离层TEC反演方法比较,三频信标技术具有测量精度高,相位积分常数好确定的特点。为了探究三频信标反演高精度电离层TEC的理论过程并分析不同观测误差对反演精度产生的影响,提出了通过仿真卫星信号多普勒频移的方法来进行三频信标技术反演TEC的研究。通过已知的卫星轨道坐标,接收站坐标,卫星高度角与电离层背景信息,利用信号传播规律,仿真得到信号传播过程中的多普勒频移信息,并就此解算相对TEC;再利用多站法估计相位积分常数,解算双频绝对TEC,而后利用多普勒相移小数部分与三频相位积分常数结合,解算高精度三频TEC。得到的结论如下:1)三频信标反演高精度电离层TEC在理论上是可行且有效的,在仅考虑观测误差的情况下,双频技术反演误差在2个TECU左右,利用三频信标技术可以显著提升反演TEC的精度,在不考虑误差的情况下,反演的TEC与背景TEC误差在10-7个TECU量级,这也显示了仿真算法的正确性。2)观测误差对于三频信标反演精度影响较大,在1°观测误差的情况下反演精度在0.1-0.2个TECU,在3°观测误差的情况下反演误差在0.2到0.4个TECU左右,在6°观测误差的情况下反演误差会达到0.8个0.5-0.8个TECU左右。3)与三频信标反演结果相比,观测误差对于反演双频TEC影响不明显。目前,国内外由于各自不同的原因,星上只提供了双频数据.本文基于三频信标仿真数据,从理论上证实了三频信标高精度TEC反演的可能性,相信三频信标技术可为未来的电离层研究带来更大发展.
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