天基電離層探測體系與電離層閃爍預報模型研究隨著我國衛(wèi)星通信、雷達、北斗衛(wèi)星導航等系統(tǒng)的發(fā)展與應用,對全球電離層探測與中國區(qū)域電離層閃爍預報預警能力需求日益迫切,然而國內(nèi)面向工程業(yè)務應用的大區(qū)域電離層閃爍發(fā)生概率預報模型研究還比較薄弱,因此,研究全球電離層探測體系,以實現(xiàn)天基電離層探測,積累全球電離層觀測數(shù)據(jù),進而建立電離層閃爍中長期概率預報模型,將具有非常重要的研究意義以及應用價值?；谠摽紤],本論文著重于從三個方面開展了相關(guān)研究：(1)天基電離層探測體系研究。(2)天基電離層載荷測試與數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究。(3)電離層閃爍發(fā)生概率中長期預報模型及應用研究。首先對天基電離層探測體系論證設計方法進行了一些有益的探索與嘗試。第二章中分析了天基電離層探測需求；對天基電離層探測任務論證過程進行分析與探索,可為我國天基電離層探測系統(tǒng)研究與建設提供一點思路。第三章,研究分析了天基三頻信標電離層載荷測試技術(shù),以及其它幾種載荷的電離層數(shù)據(jù)處理技術(shù)?；诘乜諢o線電鏈路的電離層探測載荷性能的測試檢驗是一個有待解決的問題。提出的三頻信標測量系統(tǒng)半實物半模擬測試驗證方法是一種可行的技術(shù)解決方案。此外,也驗證了基于星載DORIS接收機觀測數(shù)據(jù)的電離層TEC反演算法,并分析了其精度。最后是整個研究工作重點,針對國內(nèi)外電離層閃爍預報研究與應用核心技術(shù)之一,基于國內(nèi)現(xiàn)有觀測數(shù)據(jù),開展中國低緯地區(qū)電離層閃爍發(fā)生概率中長期預報模型研究工作,并獲得了幾個新發(fā)現(xiàn)。(1)分析了中國低緯地區(qū)電離層不均勻體的功率譜指數(shù)的統(tǒng)計特性。發(fā)現(xiàn)年平均譜指數(shù)p隨時間存在規(guī)律變化,呈雙峰變化趨勢,最高峰位于午夜前22點至23點左右,午夜后下降至谷底,隨后譜指數(shù)再次上升,在午夜后2點左右存在第二個譜指數(shù)p峰值。發(fā)現(xiàn)春分季節(jié)平均譜指數(shù)呈單高斯函數(shù)結(jié)構(gòu),而秋季譜指數(shù)則呈現(xiàn)雙高斯函數(shù)結(jié)構(gòu),秋季午夜后電離層不均勻體結(jié)構(gòu)譜指數(shù)存在更大峰值。首次利用有理數(shù)函數(shù)對海口站UHF頻段年平均譜指數(shù)p進行數(shù)學建模。此外,整個譜指數(shù)概率密度分布更符合Nakagami-m分布。最后利用UHF頻段信號強度功率譜時序圖分析方法,發(fā)現(xiàn)電離層不均勻體在水平方向存在周期性變化結(jié)構(gòu)。(2)電離層閃爍發(fā)生概率在春分與秋分最大,但兩者之間存在不對稱性,即春分左右發(fā)生概率高于秋分左右發(fā)生概率。首次利用了?？谡?、廣州站和昆明站的電離層垂測儀foF2觀測數(shù)據(jù)研究分析了電離層閃爍發(fā)生概率春秋分不對稱性的主要控制要素。發(fā)現(xiàn)秋分月份(9月和10月)在20：OOLT時刻的兩個月的月平均foF2的均值與春分月份(3月和4月)的月平均foF2中最大值之比正比于秋分月份和春分月份電離層閃爍最大發(fā)生概率之比,該值可作為中國低緯地區(qū)UHF頻段電離層閃爍發(fā)生概率春秋分不對稱性的重要量化指數(shù),同時也可作為建模控制要素來表征春秋分電離層閃爍發(fā)生概率不對稱性。最后,以電離層閃爍發(fā)生機理為依據(jù),在電離層閃爍發(fā)生概率隨時間、地點、季節(jié)、地磁活動和太陽活動等變化的統(tǒng)計規(guī)律基礎(chǔ)上,初步建立了中國低緯地區(qū)電離層閃爍發(fā)生概率預報模型(CMSOP),該模型可依據(jù)用戶需