总电子含量

摘要： 为研究电离层高阶项延迟及其影响,采用IGS提供的实测数据与产品,结合具体实验讨论地磁模型、TEC数据模式、GPS频率及测站分布等对电离层高阶项延迟的影响,分析不同TEC获取方式与地磁模型处理模式下的电离层高阶项延迟对基线的影响。实验表明,利用不同方式获取的TEC是影响电离层高阶项延迟的关键因素,其对载波相位观测值的影响可达10.0 mm,对基线的影响甚至达到cm级;地磁场是电离层高阶项延迟的次要影响因素,对载波相位及基线的影响为mm级;电离层高阶项延迟与测站区域有关,在中纬度区域偏差呈现系统性,而在赤道附近偏差呈现偶然性,其对基线的影响主要与基线距离及方位有关。

摘要： 针对传统方法无法解决地震-电离层扰动探测参考背景值较低的问题,借助中国地震局全球卫星导航系统(GNSS)数据产品服务平台提供中国区域电离层格网数据(GIM),基于滑动四分位距法对2020-06-26新疆和田地区于田县(35.73°N,82.33°E)发生Mw6.4级地震进行地震-电离层扰动探测。实验结果表明在震前3 d和震前7 d 4个格网探测格网点均探测到地震-电离层扰动现象,且仅探测格网点(36°N,82°E)在震前12 d探测出地震-电离层扰动现象,排除空间环境因素干扰后,判定此次电离层扰动现象可能是新疆和田地区于田县地震引起的。

摘要： 针对基于神经网络的电离层TEC短期预报存在精度较低、易陷入局部最优的问题,利用CODE中心提供的TEC数据及地磁活动指数,建立基于麻雀搜索算法(SSA)改进Elman神经网络的电离层TEC短期预报模型,并通过BP模型、Elman模型及SSA-Elman组合模型分别对电离层平静期和扰动期中低纬度TEC进行5 d连续预报。实验结果表明,利用优化后的Elman神经网络模型对TEC进行连续5 d预报时,单个年积日的均方根误差最优可达1.443 TECu,相关系数最优可达0.976,优于BP模型和Elman神经网络模型。

摘要： 针对电离层TEC预报神经网络模型参数选择复杂度高的问题,引入粒子群算法优化改进LSTM神经网络模型参数,以提高其预报精度。利用IGS中心提供的低、中、高纬度电离层TEC数据,根据太阳活动选取两个时段进行预报,将预报结果与IGS中心提供的TEC值进行对比分析。实验结果表明,PSO-LSTM模型预报效果最优,太阳活动平静期预报均方根误差为0.81 TECu,平均相对精度为91.72%;太阳活动剧烈期预报均方根误差为1.25 TECu,平均相对精度为80.98%,通过对比分析表明改进模型在预报精度和稳定性方面相比传统模型均有提升。

摘要： 电离层总电子含量(Total Electron Content,TEC)作为描述电离层形态、结构及变化的重要参量,一直是近地空间环境中重要的研究对象之一.本文利用太阳活动与地磁活动参量,结合欧洲定轨中心(Center for Orbit Determination in Europe,CODE)的TEC数据,给出了一种基于长短时记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络的电离层TEC短期预测模型,并将其应用于2015年中国单站和区域电离层TEC提前1 h的预测中.单站TEC预测结果显示:LSTM神经网络模型预测的TEC与CODE-TEC的均方根误差为2.572 TECU(1 TECU=10^(16)el/m^(2)),比国际参考电离层(International Reference Ionosphere,IRI)2016模型、反向传播(Back Propagation,BP)神经网络模型预测的TEC与CODE-TEC的均方根误差小5.183 TECU和0.667 TECU;在电离层扰动期与宁静期,LSTM神经网络模型预测的TEC与CODE-TEC的均方根误差分布在1.653~3.532 TECU,均方根误差明显小于IRI-2016模型、BP神经网络模型与CODE-TEC之间的均方根误差.中国区域预测结果显示:LSTM神经网络模型预测值与CODE-TEC值的均方根误差为2.721 TECU,比BP神经网络模型小0.716 TECU,其误差绝对值小于5 TECU的比例为92.83%,比BP神经网络模型的比例高5.77%,并且LSTM神经网络模型能更好地预测赤道异常区TEC的变化特征;同时,LSTM神经网络模型的预测值与CODE-TEC值具有较好的相关性,其相关系数达到0.989.整体而言,LSTM神经网络模型不仅能够准确反映中国地区电离层TEC时空变化特征,而且预测精度明显优于传统BP神经网络模型.

摘要： 使用IGS提供的全球电离层地图对2018-08-26地磁暴期间TEC变化进行分析,利用滑动四分位距法提取全球TEC扰动特征,并初步探讨此次磁暴引起的电离层扰动响应机制。结果表明:1)磁暴主相期间,除北极地区外电离层TEC主要表现为正相扰动;在恢复相期间,电离层TEC在北半球呈现长期负扰,而在南半球则相反。2)磁暴期间全球电离层TEC扰动与热层成分O/N_(2)变化有关。星际磁场南向期间,东向快速穿透电场对全球日间电离层TEC正扰具有很大影响,高能粒子的沉降作用可能是高纬和极区TEC发生正扰的原因;夏冬季节环流会促进电离层在磁暴恢复相阶段的南北不对称响应。

摘要： GNSS电离层层析技术在电离层探测中扮演着重要角色,然而,由于观测数据不足或分布不均,导致层析模型中固有的不适定性问题成为制约该技术推广应用的主要瓶颈,其主要表现在无信号射线像素的反演电子密度对初值比较依赖,而初值通常是由精度不高的经验模型给出,从而拉低了电离层层析的整体精度.针对该问题,本文提出了一种基于机器学习集成算法(XGBoost)的电离层层析新方法(XGB-CIT),即基于传统层析算法,利用多个连续时段中有信号射线像素的特征及其电子密度反演值对机器学习模型进行训练,然后预测后续时段中所有像素的电子密度,并以此作为电离层层析的迭代初值,实现对电离层层析算法迭代初值的精化以及层析精度和效率的提升.利用湖南省连续两天共46个时段的CORS观测数据进行层析反演,并以23个连续时段为滑动窗口构建机器学习模型进行初值预测,并在此基础上利用正演误差和电离层测高仪数据对XGB-CIT的精度和适用性进行检验.其结果表明:相较于IRI2016模型,XGBoost算法提供的迭代初值精度提高了68%,而基于该初值得到的XGB-CIT模型,其精度和效率也比传统层析方法有所提高,其中收敛速度提高了20%,同时根据与测高仪数据的对比分析可知,XGB-CIT对无信号射线像素的电子密度反演结果与实测数据更加吻合.

摘要： 分析中国科学院(CAS)、法国国家空间研究中心(CNES)、加拿大自然资源部大地测量局(NRCan)和加泰罗尼亚理工大学(UPC)2021-01~08的全球实时电离层格网(RT-GIM)产品的精度。结果表明:(1)以IGS事后全球电离层格网(GIM)为参考,CAS、CNES、NRCan和UPC产品的RMS分别为3.93 TECu、4.01 TECu、4.50 TECu和3.86 TECu;(2)以基准站dSTEC为参考,CAS、CNES、NRCan和UPC产品的STD分别为4.42 TECu、4.40 TECu、4.96 TECu和4.42 TECu。在全球范围内选取21个测站进行连续7 d的定位测试,以高程方向残差95%分位数统计不同实时电离层产品的定位增益。相比于广播电离层模型的定位结果,CAS、CNES、NRCan和UPC产品在北半球高程方向的定位精度分别提升11.9%、18.3%、3.4%和15.5%。

摘要： 为进一步改正电离层延迟,在研究分析Klobuchar模型电离层模型的总电子含量误差时发现其存在着一些周期性规律信息。针对这些误差信息,提出了利用K-折交叉验证方法优化广义回归神经网络(generalized regression neural network,GRNN)径向学习速度,并建立基于Klobuchar模型的总电子含量误差补偿模型,对这些误差信息进行预测和补偿。试验结果表明,优化后的误差模型对不同地区和不同季节下电离层电子含量误差具有较好的预报精度和拟合效果。利用该模型对Klobuchar模型进行误差补偿,可将该模型总电子含量预报误差减小32%-90%,提高了改正精度。

摘要： 借助中国大陆构造环境监测网络(CMONOC)基准站中,全球定位系统(GPS)的原始观测数据,基于球谐函数建立中国区域电离层模型,实验结果表明:解算得出的32颗GPS卫星差分码偏差(DCB)的偏差在0.4 ns内,PRN-1号卫星的DCB与欧洲定轨中心(CODE)公布的偏差在0.3 ns内,新建模型的垂直总电子含量(VTEC)值与CODE公布的VTEC值残差在[-2 2]内,对比分析了COMONOC测站数量对建模结果的影响,提高测站的数量可以提高建立模型的精度.

摘要： 电离层环境及其变化对GNSS系统有着不可忽视的影响.卫星通信、导航定位的无线电信号需穿越电离层,电离层暴、闪烁等电离层剧烈扰动事件会加大对卫星信号的吸收、折射或引起卫星信号幅度、相位的快速变化,造成通信误码率升高、解调失锁甚至中断,导航定位精度下降等,实时掌握电离层扰动信息,是保证导航卫星正常运用的基础.本文基于GNSS的高精度电离层总电子含量(TEC)估计原理,对我国中低纬度地区二维电离层垂直TEC(VTEC)模型进行了比较研究.基于两种经典的单层区域电离层模型:多项式模型和球谐级数模型,对北京地区(中纬度)和广东地区(低纬度)电离层进行了建模.研究结果表明,三种二维电离层模型建模结果和CODE公布的电离层格网地区基本一致,且具有较好的建模精度.建模结果还表明,磁暴和电离层赤道异常区都会对电离层建模的精度产生影响.

摘要： 电离层总电子含量(TEC)是研究电离层延迟的重要关键信息.在观测值域,传统的做法是通过双频的载波相位平滑伪距观测值提取得到电离层TEC.在参数值域,可以通过非组合精密单点定位(UPPP)方法将电离层延迟参数化,估计其参数值提取得到电离层TEC.针对这两种方法,选取IGS测站连续三日的GPS、GLONASS、BDS双频观测数据,分别使用非组合PPP和传统载波相位平滑伪距方法进行了电离层TEC提取,并将获得的TEC曲线与全球电离层格网(GIM)内插得到的TEC曲线进行对比.实验结果表明,使用GPS、GLONASS、BDS三系统数据两种方法获取的电离层TEC值较为接近,平均差异为2.6、2.0、3.3TECU,且都与GIM内插TEC曲线变化趋势一致.三个系统使用非组合PPP估计所得电离层TEC值与GIM内插结果平均差值分别为6.1、3.9、4.8TECU.对连续三天的TEC曲线进行分析,结果表明利用两种方法提取得到的TEC都能很好地反映电离层日变化趋势.

摘要： 针对磁暴严重影响电离层变化的问题,本文从两个方面研究磁暴对电离层总电子含量(TEC)和电子密度的影响.一方面利用电离层异常探测技术对磁暴期间电离层TEC异常进行分析,研究磁暴对电离层TEC变化的影响,并确定TEC异常区域;另一方面利用电离层层析技术对异常区域进行电子密度反演,通过分析磁暴前和磁暴期间的电子密度变化情况,更加深入研究磁暴对电子密度变化的影响.实验结果表明,磁暴会引起电离层TEC的突变,造成电离层异常,其中在电子密度峰值处的变化尤为明显.

摘要： 电离层总电子含量TEC是电离层的重要参量之一,TEC的变化受太阳天顶角影响,与昼夜交替规律相符,具有日周期性,其周期接近于地球自转周期,呈现白天TEC大、夜间TEC小的周日变化规律.但是,由于电离层形态的复杂性,其自由电子的产生、损失和输运受到太阳、磁层和高层大气的影响,因此TEC的周日变化还具有逐日变化特点.本文对周日变化进行高阶统计分析,研究其变差系数、偏度系数和峰度系数特征,进一步认识周日变化规律,是TEC短期预测和电离层空间天气预报的研究基础.

摘要： 本文利用位于福州站(26.1°N,119.3°E)的GPS双频接收机研究得到总电子含量(TEC)数据.选取的2006年3月5日-8日、6月23日-26日、9月10日-13日和12月26日-29日的GPS观测数据,与IRI-2007模型得到的TEC数据进行比较研究.研究发现,IRI-2007模型得到的TEC数据对GPS TEC数据的日变化和季节变化趋势具有很好的拟合.

摘要： IGS发布的GIMs产品是电离层研究的重要数据源之一,但各IGS国际电离层分析中心建立电离层模型的方法不同,所以各电离层分析中心发布的GIMs产品精度有所不同.本文以2009～2017年近一个太阳活动周期JASON2海洋测高卫星的VTEC数据为参考,对国内外的六家电离层分析中心的GIMs最终产品在全球尺度进行评估和精度分析.结果表明:在靠近IGS基准站的地区,JASON2海洋测高卫星和各电离层分析中心TEC的差异较小,远离IGS基准站的区域差异较大,平均残差约为0.1～2.8TECU,标准差约为4.5～5.4TECU.同时,随着太阳活动的不同,各电离层分析中心的GIMs精度也有所不同.在太阳活动高年,分析中心UPC和CODE的GIMs的精度优于其他分析中心GIMs;太阳活动低年,各分析中心差异不大.因此,太阳活动高年和低年分析中心UPC和CODE的GIMs都有更好的适用性.

摘要： IGS发布的GIMs产品是电离层研究的重要数据源之一,但各IGS国际电离层分析中心建立电离层模型的方法不同,所以各电离层分析中心发布的GIMs产品精度有所不同.本文以2009～2017年近一个太阳活动周期JASON2海洋测高卫星的VTEC数据为参考,对国内外的六家电离层分析中心的GIMs最终产品在全球尺度进行评估和精度分析.结果表明:在靠近IGS基准站的地区,JASON2海洋测高卫星和各电离层分析中心TEC的差异较小,远离IGS基准站的区域差异较大,平均残差约为0.1～2.8TECU,标准差约为4.5～5.4TECU.同时,随着太阳活动的不同,各电离层分析中心的GIMs精度也有所不同.在太阳活动高年,分析中心UPC和CODE的GIMs的精度优于其他分析中心GIMs;太阳活动低年,各分析中心差异不大.因此,太阳活动高年和低年分析中心UPC和CODE的GIMs都有更好的适用性.

摘要： IGS发布的GIMs产品是电离层研究的重要数据源之一,但各IGS国际电离层分析中心建立电离层模型的方法不同,所以各电离层分析中心发布的GIMs产品精度有所不同.本文以2009～2017年近一个太阳活动周期JASON2海洋测高卫星的VTEC数据为参考,对国内外的六家电离层分析中心的GIMs最终产品在全球尺度进行评估和精度分析.结果表明:在靠近IGS基准站的地区,JASON2海洋测高卫星和各电离层分析中心TEC的差异较小,远离IGS基准站的区域差异较大,平均残差约为0.1～2.8TECU,标准差约为4.5～5.4TECU.同时,随着太阳活动的不同,各电离层分析中心的GIMs精度也有所不同.在太阳活动高年,分析中心UPC和CODE的GIMs的精度优于其他分析中心GIMs;太阳活动低年,各分析中心差异不大.因此,太阳活动高年和低年分析中心UPC和CODE的GIMs都有更好的适用性.

摘要： IGS发布的GIMs产品是电离层研究的重要数据源之一,但各IGS国际电离层分析中心建立电离层模型的方法不同,所以各电离层分析中心发布的GIMs产品精度有所不同.本文以2009～2017年近一个太阳活动周期JASON2海洋测高卫星的VTEC数据为参考,对国内外的六家电离层分析中心的GIMs最终产品在全球尺度进行评估和精度分析.结果表明:在靠近IGS基准站的地区,JASON2海洋测高卫星和各电离层分析中心TEC的差异较小,远离IGS基准站的区域差异较大,平均残差约为0.1～2.8TECU,标准差约为4.5～5.4TECU.同时,随着太阳活动的不同,各电离层分析中心的GIMs精度也有所不同.在太阳活动高年,分析中心UPC和CODE的GIMs的精度优于其他分析中心GIMs;太阳活动低年,各分析中心差异不大.因此,太阳活动高年和低年分析中心UPC和CODE的GIMs都有更好的适用性.

摘要： 自上世纪60年代科学家发现电离层扰动与地震发生具有关联性以来,震前电离层TEC与NmF2扰动就成为了一个新的地震预测的研究方向.随着全球定位系统(GPS)的建立和不断完善以及21世纪头10年,各国建立的专门用于监测电离层变化的空间系统投入使用,人们对于地震和电离层扰动之间的关系认识更加深刻,研究方法更加多样化,研究成果更加全面和可靠.本文介绍了地震前电离层TEC和NmF2扰动的研究方法和结论.

摘要： 本发明公开了一种基于图像一次差分的全球电离层电子总含量预测方法，包括训练阶段和预测阶段，训练阶段包括：1、采集全球电离层电子总含量热力图，经调整水平位置后构成原始图像序列；2、构建训练样本集；3、构建基于卷积长短时记忆网络的全球电离层电子总含量预测模型，并利用训练样本集进行训练；预测阶段包括：4、每天采集K张全球电离层电子总含量热力图，连续采集t天；对采集的图像调整像素的水平位置，建立预测样本，将预测样本作为全球电离层电子总含量预测模型的输入，得到预测热力图；5、对预测热力图进行经度排序，得到预测的全球电离层电子总含量热力图。该方法结合了电离层在空间和时间上的变化，充分有效的利用现有观测数据，提高了预测精度。

摘要： 本发明公开了一种基于语义分割的全球电离层电子总含量预测方法，包括训练阶段和预测阶段，训练阶段包括：1、采集全球电离层电子总含量热力图，经调整水平位置后构成原始图像序列；2、构建训练样本集；3、构建基于语义分割的全球电离层电子总含量预测模型，并利用训练样本集进行训练；预测阶段包括：4、每天采集K张全球电离层电子总含量热力图，连续采集t天；对采集的图像调整像素的水平位置，建立预测样本，将预测样本作为全球电离层电子总含量预测模型的输入，得到预测热力图；5、对预测热力图进行经度排序，得到预测的全球电离层电子总含量热力图。该方法结合了电离层在空间和时间上的变化，充分有效的利用现有观测数据，提高了预测精度。

摘要： 本发明公开了一种基于深度循环神经网络的全球电离层电子总含量预测方法，包括训练阶段和预测阶段，训练阶段包括：1、采集全球电离层电子总含量热力图，经调整水平位置后构成原始图像序列；2、构建训练样本集；3、构建基于深度循环神经网络的全球电离层电子总含量预测模型，并利用训练样本集进行训练；预测阶段包括：4、每天采集K张全球电离层电子总含量热力图，连续采集t天；对采集的图像调整像素的水平位置，建立预测样本，将预测样本作为全球电离层电子总含量预测模型的输入，得到预测热力图；5、对预测热力图进行经度排序，得到预测的全球电离层电子总含量热力图。该方法结合了电离层在空间和时间上的变化，充分有效的利用现有观测数据，提高了预测精度。

摘要： 本发明提供了一种基于时空序列混合框架的全球电离层电子总含量预测方法，该预测方法针对两种类型的时空序列进行计算处理，对于平稳时空序列，本发明构建STARMA模型预测方法，对于非平稳时空序列，本发明首先采用ConvLSTM方法提取非平稳时空序列中的非线性时空趋势，直到提取后的残差通过平稳性检验，再用STARMA模型预测方法对电子含量进行预测，本发明使用并行计算方法可大幅度提升计算效率，节省运算时间，同时充分考虑全球电离层电子含量分布特性，使电离层预测算法本身更符合空间天气规律，预测精度更高。

摘要： 本发明提供了一种水果总糖含量预测模型及水果总糖含量的预测方法，属于分析技术领域。本发明的建立方法是基于样品的近红外漫反射图谱预测水果的总糖含量，避免了常规检测方法的脱脂、提取、显色耗时且复杂的步骤。预处理近红外数据基于竞争性自适应权重取样法和最小二乘法从近红外区域(900～1700nm)光谱数据中提取最具识别能力的波长，即特征近红外光谱信息，与全波长模型相比，可以显著提高校准模型的预测能力，获得了令人满意的预测能力：Rpre＝0.9097，RPD值为3.3282。验证结果本发明建立的模型的预测结果与苯酚‑硫酸法测得的总糖含量无显著差异。因此，该模型可以用于测定水果中总糖含量、准确度高。

摘要： 本发明公开了检测乳制品中总砷含量和总汞含量的方法，方法包括：将待测乳制品进行微波消解，以便得到消解液；将所述消解液与氨基磺酸混合，以便得到中和液；将所述中和液与还原剂混合，以便得到待测液；以及将所述待测液进行光谱法检测，并基于检测结果确定所述待测乳制品中的总砷含量和总汞含量。该方法采用氨基磺酸去除对试样进行消解处理所用的硝酸，反应温和，操作简便，且检测结果具有较高的准确度和精密度。

摘要： 本发明涉及一种测定氨的总氧含量和总碳含量的方法，其中首先将氨裂解成氮气和氢气，然后使仍存在于氨中的氧基本上完全与氢气反应以得到水，并且使仍存在的碳基本上完全与氢反应以得到甲烷。在随后步骤中，测定气体中的水含量和甲烷含量。最后，由水含量测定总氧含量并且由甲烷含量测定总碳含量。本发明进一步涉及一种进行本方法的设备，其包含用于将氨裂解且将含氧和/或含碳化合物反应的裂化器，和至少一个用于检测水含量和/或碳含量的光腔衰荡分光计。裂化器和至少一个分光计，以及裂化器与分光计之间的所有装置和连接管线由惰性气体围绕。

摘要： 本发明公开了一种基于椭球谐函数理论的电离层垂直总电子含量建模方法，包括以下步骤：S1：获取区域观测点的穿刺点地理经度、穿刺点地理纬度和穿刺点垂直方向的电子含量；S2：对地心纬度进行归化计算；S3：选定椭球谐函数的阶数，采用椭球谐函数建立区域电离层垂直总电子含量模型；S4：通过最小二乘法计算区域电离层垂直总电子含量模型的参数，对区域电离层垂直总电子含量模型进行修正。本发明与现有技术相比，更加准确的描述了电离层延迟信息随时间的非线性振动特性，较好的模拟了区域电离层的时空变化特征，有效提高了模型精度。

摘要： 本发明涉及一种电离层总电子含量长期变化分析方法，首先考虑太阳活动、地磁活动与中性大气成分的影响，在此基础上建立电离层总电子含量随时间变化的模型，然后利用全球观测系统获得的电离层总电子含量长期观测结果建立方程组，计算模型系数；进一步利用长期的电离层总电子含量观测值计算模型值与观测值之间的相关性，并以此作为模型精度的评价标准。分别对多源电离层总电子含量长期观测值进行模型相关性分析，判断各影响因素对电离层总电子含量长期变化的作用权重。分别对全球不同区域进行上述分析，判断各区域的电离层总电子含量随时间变化的差异性。本方法可对全球电离层总电子含量的长期变化进行有效分析。

摘要： 本发明涉及一种基于低地球轨道卫星全球电离层总电子含量多层解析方法，该方法利用分布在不同高度群的全球低地球轨道卫星，通过星载接收机的卫星导航双频观测量计算电离层总电子含量，结合地面卫星导航观测网络的输出产品实现全球电离层总电子含量空间分布的多层解析，然后利用掩星接收机获得的中低层电离层电子密度的垂直分布廓线对多层解析结果进行修正。相比传统的全球电离层总电子含量分布计算方法，本方法能够有效提取不同高度电离层电子密度的分布特征，改进二维电离层总电子含量分布的时空精度，为全面认知电离层总电子含量的全球三维空间分布提供良好的技术支撑。