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张衡一号卫星三频信标载荷典型事件观测

鲁恒新 申旭辉 赵庶凡 廖力 林剑 黄建平 泽仁志玛 孙芳 郭峰

鲁恒新,申旭辉,赵庶凡,等. 张衡一号卫星三频信标载荷典型事件观测[J]. 电波科学学报,xxxx,xx(xx):x-xx. DOI: 10.12265/j.cjors.2021106
引用本文: 鲁恒新,申旭辉,赵庶凡,等. 张衡一号卫星三频信标载荷典型事件观测[J]. 电波科学学报,xxxx,xx(xx):x-xx. DOI: 10.12265/j.cjors.2021106
LU H X, SHEN X H, ZHAO S F, et al. Typical event observation of the tri-band beacon onboard the CSES (ZH-1) satellite[J]. Chinese journal of radio science,xxxx,xx(xx):x-xx. (in Chinese). DOI: 10.12265/j.cjors.2021106
Citation: LU H X, SHEN X H, ZHAO S F, et al. Typical event observation of the tri-band beacon onboard the CSES (ZH-1) satellite[J]. Chinese journal of radio science,xxxx,xx(xx):x-xx. (in Chinese). DOI: 10.12265/j.cjors.2021106

张衡一号卫星三频信标载荷典型事件观测

doi: 10.12265/j.cjors.2021106
基金项目: 国家重点研发计划(2018YFC1503501);中国电波传播研究所项目−低电离层探测研究、岩石层-大气层-电离层交变电场耦合机制研究;国家自然灾害防治研究院人才启动项目(ZDJ2020-06);亚太空间合作组织地震二期项目−地震前兆特征的星地一体化观测研究
详细信息
    作者简介:

    鲁恒新:(1991—),男,安徽人,应急管理部国家自然灾害防治研究院助理研究员,硕士,研究方向为三频信标数据处理及电离层层析成像

    申旭辉:(1965—),男,湖南人,应急管理部国家自然灾害防治研究院研究员,博士,研究方向为遥感地学应用和活动构造研究

    赵庶凡:(1985—),女,安徽人,应急管理部国家自然灾害防治研究院副研究员,博士,研究方向为低频电磁波传播、地震岩石层-大气层-电离层耦合机理研究

    通讯作者:

    赵庶凡 E-mail:zsf2008bj@126.com

  • 中图分类号: P352

Typical event observation of the tri-band beacon onboard the CSES (ZH-1) satellite

  • 摘要: “张衡一号(简称ZH-1)”卫星搭载的三频信标机(tri-band beacon,TBB)载荷,能够对站链上空的电离层进行高精度测量. 为检验TBB载荷在电离层监测中的应用效果,本文利用2018—2019我国中低纬地区TBB观测数据,采用求均值及多项式拟合的方法对各月份F2层峰值电子密度(NmF2)数据进行处理,分析NmF2的半年变化特征;将2018-08-26磁暴当天与宁静日的电子密度作差值,分析电子密度对磁暴事件的响应特征. 结果表明:TBB观测数据能够有效监测电离层变化,正确反映站链上空电离层变化规律;在磁暴事件中,观测到了电子密度的变化过程,其准确地反映了正暴相的特征,证明在重要天气事件中,这一手段能够获得较为准确的观测数据.
  • 图  1  TBB电离层测量示意图

    Fig.  1  Schematic diagram of TBB ionospheric measurements

    图  2  我国TBB接收站分布

    Fig.  2  Distribution of TBB receiving stations in China

    3  观测信号失锁和中断现象

    3  Loss of signal and signal lost

    4  2018-08—2019-09不同纬度NmF2月均值变化

    4  Mean NmF2 change in different latitudes from 2018-08—2019-09

    图  5  2018-08-26磁情指数与暴时轨道分布

    Fig.  5  SYM-H index and distribution of CSES orbit during storm time on 2018-08-26

    图  6  磁暴当天电子密度观测结果与宁静日对比

    Fig.  6  Electron density comparison of storm time and normal time

    表  1  TBB接收站链组成

    Tab.  1  TBB receiving station chain

    编号接收站名称轨道类型
    链路a中卫、合作、玛曲、大理降轨
    链路b盐池、固原、天水、昭通、
    玉溪、红河、普洱、绵阳、乐山
    降轨
    链路A大理、昭通、玉溪、红河、普洱、炉霍升轨
    链路B合作、玛曲、天水、绵阳、乐山升轨
    链路C中卫、盐池、固原升轨
    下载: 导出CSV

    表  2  TBB数据分级

    Tab.  2  Data classification of TBB

    分级定义描述输出产品输入参数
    0级数据产品对接收机采集的原始数据进行时间匹配后得到的数据结合接收机时间对采集的数据进行时间标定,生成带有时间信息的三通道I/Q数据1)VHF,UHF,LF三通道的I/Q数据
    2)0级数据处理报告
    1)接收机采集的原始数据
    2)接收机时间
    1级数据产品对0级数据进行正交解算后得到的数据1)根据三个频点的正交分量,计算相对相位及幅度
    2)提取信号质量数据,生成带时间信息的信号质量信息
    1)三频段信号相位/幅度数据
    2)信号质量数据(可选)
    3)数据产品图
    4)1级数据处理报告
    0级数据
    2级数据产品对1级数据进行计算和空间位置匹配得到的数据1)对三频段的信号相位数据进行相位连接等数学处理生成差分多普勒相位,计算相对TEC值
    2)利用三频段的信号幅度数据计算幅度闪烁指数
    3)利用星历文件中两行轨道参数解算卫星位置为数据匹配空间坐标信息
    1)单站相对TEC
    2)电离层闪烁指数
    3)数据产品图
    4)2级数据处理报告
    1)1级数据
    2)接收机经纬度坐标
    3)卫星轨道信息
    3级数据产品在2级数据的基础上,进行反演处理生成一条观测链路的绝对TEC、二维剖面产品和NmF21)基于一条站链上各个观测站的相对TEC,采用多站法估算沿该条链路的绝对TEC
    2)利用CIT由绝对TEC反演得到该站链的电离层电子密度的二维分布
    3)针对一条站链上的NmF2数据,按1°(纬度)进行重采样,与其前若干个重访周期该站链上的NmF2数据(中值)进行时序分析,并标注地震及空间天气指数
    1)所有台站绝对TEC
    2)电子密度二维分布
    3)当前及前若干个重访周期单站链NmF2时序数据及图像
    4)3级数据处理报告
    1)2级数据
    2)接收机经纬度坐标
    3)卫星轨道信息
    4)国际电离层参考模型(计算平均电离层高度或默认400 km)
    5)地震速报目录、Kp、Dst指数等
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2021-04-21
  • 网络出版日期:  2021-08-31

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