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1、分类号：P228.4 密 级： 公 开U D C ： 单位代码：10424学 位 论 文 掩星电离层反演方法研究何西平申请学位级别：硕士学位 专业名称： 大地测量学 与测量工程 指导教师姓名：卢 秀 山 职 称：教 授 山 东 科 技 大 学二一二年五月论文题目：电离层反演方法研究作者姓名：何西平 入学时间：2009 年 9 月 专业名称： 大地测量学 研究方向： 卫 星 定 位 与测量工程 技 术 及 应 用 指导教师：卢秀山 职 称：教 授 郭 英 讲 师 论文提交日期：2012 年 5 月 论文答辩日期：2012 年 6 月 授予学位日期： Research on The Mothod
2、of Ionospheric InversionA Dissertation submitted in fulfillment of the requirements of the degree ofMASTER OF PHILOSOPHYfromShandong University of Science and TechnologybyHe gSupervisor: Professor Lu ushanGeomatics CollegeMay 2012声 明 本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交
3、于其它任何学术机关作鉴定。 硕士生签名： 日 期： AFFIRMATIONI declare that this dissertation, submitted in fulfillment of the requirementsfor the award of Master of Philosophy in Shandong University of Science andTechnology, is wholly my own work unless referenced of acknowledge. Thedocument has not been submitted for qua
4、lification at any other academicinstitute.Signature:Date:山东科技大学硕士学位论文 摘要 摘要无线电掩星技术作为电离层探测的一种新技术，由于其经济又便捷的特点，从上个世纪六十年代广泛的应用于行星电离层和大气探测。该技术可测量电离层电子密度剖面和中性大气，具有覆盖面广、全天候、高精度、准实时等其他电离层探手段所不具备的特点，为电离层研究提供了更多的资料和选择。利用该技术获得电离层密度信息，将极大推动空间环境的探测，在空间、天文、气象以及国防领域具有广泛的应用前景.本文讨论了掩星探测电离层技术的发展现状和基本原理，并围绕反演结果验证和应用开展
5、了一系列研究。主要结构如下：1、简要论述无线电掩星技术的发展状况、电离层结构及研究现状。2、系统论述电离层掩星反演方法的技术原理和系统构成，并对掩星反演需要的资料进行初步论述。3、论述传统的电离层反演技术。包括基于多普勒频移的 Abel 反演方法、基于 TEC、改正 TEC 的 Abel 反演方法、 shell 反演方法、基于三维约束的反演方法。4、系统梳理和阐述了电离层洋葱分层的方法和运算步骤，并对数据处理的过程进行编程实现，然后根据运算反演的结果进行分析对比，其中主要包含并对反演结果进行分析，并与传统的 Abel 方法的反演结果和垂测仪的数据分别进行对比和误差比较，对洋葱分层方法可行性和准
6、确性进行说明。5、详细论述 Chapman 函数理论的原理，并利用该原理对地轨道反演卫星顶层缺失的信息进行重建，与已有电离层资料进行分析对比。并对传统反演中出现的 E 层异常进行分析，利用 Chapman 函数进行修正重建，并对结果进行简要分析，讨论该方法的可行性。关键词：掩星 电离层 反演 洋葱模型 Chapman 函数1 山东科技大学硕士学位论文 摘要 ABSTRACTAs a new technique for ionosphere sounding,the radio occultation technique has beenapplied successfully to explo
7、re the planetary atmosphere and ionosphere since 1960s. Thistechnique can observe the profiles of electron density in the ionosphere and the meteorologicalparameters of neutral atmosphere. It can operate all-weather with long-term stability andglobal coverage. The global distributed occultation data
8、 will greatly promote the space weatherresearches,numerical weather prediction and climate researches.This article discusses the development status and the basic principles of radio occultationionospheric, The main works and results can be summarized as follows:1、Introduced the State of development
9、of the radio occultation technique, ionosphericstructure, and the status quo.2、Introduced the technical principles and System Components of Ionospheric occultationinversion methods.3、Traditional ionosphere inversion technique，include Abel inversion method based onthe Doppler effect、Abel inversion ba
10、sed on the TEC、Abel inversion based on the correctionTEC and Inversion method based on three-dimensional constraints.4、Introduced the method and the computation steps of onion layered inversion ofionospheric,and programming realization.Compare the inversion results computed,includingError Comparison
11、 、the contrast between the method of Abel 、 Vertical measurement andonion layered inversion. Described the feasibility and accuracy of onion layered approach.5、Discourse the principle of Chapman function theory.And use the principle of inversionof satellite earth orbit missing on top of the redevelo
12、pment,compare the resuls between theeffect and the esting data. Analysis the anomalies at E-layer in the traditional inversion, reconstruct the results with Chapman function.A brief analysis of the results and discuss thefeasibility of this method.Key words：Occultation;Inversion;Onion model;Chapman function 2 山东科技大学硕士学位论文 目录 目录 1 绪论. 1 1.11.21.31.4电离层物理性质简介 .1 国内外电离层反演技术的介绍 .2 本文的研究目的和意义 .5 本文的研究内容及章节安排 .6
