基于GNSS/LEO电离层掩星观测资料改进电离层和等离子模型研究

GNSS/LEO occultation technique receives GNSS occultation signal by GNSS occultation receiver equipped with LEO satellite, can be retrieved from GNSS satellite to ground height parameter information of neutral atmosphere and ionosphere and plasmasphere. Using GNSS/LEO occultation technique which receives GNSS occultation signal by GNSS occultation receiver equipped with LEO satellite, can retrieve atmospheric and ionospheric information parameters from GNSS satellite height to ground. In the next few years, the number of the LEO satellite for ionospheric radio occultation will also increase to nearly dozens, they provide high vertical resolution, a large number of global distribution of TEC and the electron density profile data. It will be provided an unprecedented, continuous, global coverage and near real time covering the ionosphere and plasmasphere data, which can be conducted the analysis research about the parameter characteristics of the ionosphere and the plasmasphere, thus effectively improved empirical model of the ionosphere and plasmasphere.The main contents of the study include: data assimilation of plasmasphere and upper ionosphere using GNSS/LEO radio occultation slant TEC measurements; research and modeling of the temporal and spatial variation characteristics of ionospheric parameters; improve empirical model of ionosphere based on GNSS/LEO ionospheric radio occultation data.

GNSS/LEO掩星技术通过搭载GNSS掩星接收机的LEO卫星接收GNSS掩星信号，可以反演GNSS卫星高度到地面的中性大气和电离层以及等离子层的信息参数。在今后的几年内，用于电离层掩星的LEO卫星的数目也将增加到近几十个。它们提将提供一个前所未有的、连续的、全球覆盖的和近实时的覆盖电离层和等离子层数据，可以对电离层和等离子层的参数特性进行分析研究，对电离层参数进行建模，从而有效的改进目前电离层和等离子层经验模型。本项目的主要研究内容包括：基于GNSS/LEO的斜向TEC数据进行等离子层和电离层上部同化研究；电离层参数时空变化特性研究和建模；基于GNSS/LEO电离层掩星资料改进电离层经验模型。

GNSS/LEO掩星技术通过搭载GNSS掩星接收机的LEO卫星接收GNSS掩星信号，可以反演GNSS卫星高度到地面的中性大气和电离层以及等离子层的信息参数。在今后的几年内，用于电离层掩星的LEO卫星的数目也将增加到近几十个。它们提将提供一个前所未有的、连续的、全球覆盖的和近实时的覆盖电离层和等离子层数据，可以对电离层和等离子层的参数特性进行分析研究，对电离层参数进行建模，从而有效的改进目前电离层和等离子层经验模型。本项目的主要研究内容包括：基于GNSS/LEO的斜向TEC数据进行等离子层和电离层上部同化研究；电离层参数时空变化特性研究和建模；基于GNSS/LEO电离层掩星资料改进电离层经验模型。.通过本项目的研究获得以下研究成果：校准和评估基于新非球对称反演算法的GNSS掩星电离层数据；将电离层掩星数据与IRI模型融合，改进IRI电离层模型精度；用一个双参数的形状函数拟合COSMIC掩星变标高，并分析了双参数和底部标高的时空变化和太阳活动强弱的相关特性；基于POD TEC数据建立等离子层标高模型，并利用该模型建立高精度的等离子层映射函数；发展了两步法电离层同化算法，获得全球四维电离层网格分布。受项目资助发表论文9篇，其中SCI论文8篇。培养博（硕）研究生2名，项目组参加国内外学术交流5次。.本课题的科学意义：建立高精度、高分辨率、能结合实测数据近实时的全球电离层经验模型，为空间对地无线电通讯、导航系统电离层改正，以及空间天气研究提供强有力的基础和保障。