甚低频方法预报电离层暴的研究

摘要

太阳耀斑的爆发会喷射出大量带电粒子流，当带电粒子流到达地球表面时会引起电离层异常，产生电离层暴。电离层暴会影响短波通信质量，严重时会导致通信中断、对电子通信设备造成损坏，也会影响卫星信号传输，造成卫星通信中断、卫星导航错乱等。因此研究电离层暴的产生并提前做出预报是现如今重要研究课题之一。
　　本文将利用甚低频信号传播方法预报电离层暴。甚低频信号的相位异常量跟电离层的等效反射高度密切相关，电离层的等效反射高度与X射线流量有着紧密的联系。太阳耀斑爆发时，辐射出大量的能量（主要是X射线）和喷射大量带电粒子流，X射线到达地球表面约用时8.3分钟，而带电粒子流到达地球表面约用时1-3天。X射线率先到达地球表面，导致电离层X射线流量突然增多，电子浓度增大，等效高度降低。由低电离层等效反射高度突然下降，引起VLF相位突然超前，可判断出太阳耀斑爆发，因此用甚低频信号传播方法可以提前1-3天预报电离层暴。一般情况下，VLF的相位变化量越大，太阳耀斑的级别越大，电离层暴的强度也越大。
　　本文设计了一套实时远距离VLF数据传送预报电离层暴系统，并对甚低频观测数据显示软件和VLF数据FTP发送接收软件进行了设计和编程。VLF信号监测仪每3分钟获得的VLF数据通过串行口传送给VLF数据显示传输计算机，通过甚低频观测数据显示软件显示在屏幕上，并用VLF数据FTP发送接收软件通过网络发送到远程服务器上。远程服务器在收到VLF信号的数据后，利用甚低频观测数据显示软件显示在屏幕上。实现了两地同步显示的效果，既节约了成本又实现了数据的共享，方便两地工作人员共同研究，对电离层暴做出及时的预报。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 电离层暴的研究现状

1．3 课题研究意义

1．4 论文结构安排

第二章 利用VLF法预报电离层暴的原理和方法

2．1 太阳耀斑与电离层暴的关系分析

2．2 VLF法预报电离层暴的原理和方法

2．3 VLF法预报电离层暴的实例分析

第三章 实时远距离VLF数据传送预报电离层暴系统的设计

3．1 实时远距离VLF数据传送预报电离层暴系统的构成

3．2 实时远距离VLF数据传送预报电离层暴系统相关软件的设计

3．2．1 开发软件的选择

3．2．2 甚低频观测数据显示软件界面的设计

3．2．3 VLF数据FTP发送接收软件界面的设计

3．2．4 甚低频观测数据显示软件主要功能的设计

3．2．5 VLF数据FTP发送接收软件主要功能的设计

3．2．6 软件运行的结果

第四章 总结与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

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