电离层闪烁

电离层闪烁,有的时候有有的时候无,但是经常出现,导致导航信号的振幅和相位发生变化,影响导航精度。使得载噪比降低。定位精度降低。

电离层闪烁的大小从几米到几百米,所以在使用RTK时,就算是相隔很近的基站和移动站,也存在一定可能,基站上的某颗卫星的传播路径穿过了某个电离层闪烁,而同一颗卫星的信号传到移动站,并未穿过那个闪烁,导致差分并不能完全消除电离层延迟影响。

电波通过电离层,电离层结构不均匀,信号振幅、相位发生短周期不规则变化。

国际电波联盟(ITU)报告,10MHz~12GHz载波频率都有闪烁,闪烁强度指数与载波频率f有1/f^1.5的关系。即在一定范围内,信号频率愈低,闪烁愈强。

地理区域,有两个强闪烁的高发区,一个在磁赤道中心±20o低纬区域,以磁赤道异常驼峰区闪烁最强。另一个闪烁高发区在高纬地区。

电离层在磁低纬地区最强,我国南方的低纬度地区,特别是广东、广西、海南及南海地区,均处在磁赤道异常区的峰值区域,其闪烁出现率和严重程度较磁赤道和极区都显著,在全球范围内是电离层闪烁出现最频繁、影响最严重的地区之一。

电离层闪烁效应能导致地空无线电系统的信号幅度、相位的随机起伏。使系统性能下降,严重时可造成通信系统、卫星导航系统中断。

对卫星通信影响

卫星由闪烁引起的通信中断区域分布示意图

恶劣的空间环境将极大影响电子信息系统的工作性能,电离层闪烁是对电子信息系统影响最为严重的一种现象。对卫星通信系统来说,电离层闪烁会导致信号幅度的衰落,使信道的信噪比下降,误码率上升,严重时使卫星通信链路中断。 通信卫星(UHF波段)受电离层闪烁的影响极为突出。

2001年4月美侦察机撞毁我战斗机事件后的搜寻飞行员期间,电离层闪烁造成卫星通信部分时间中断。给搜寻工作、形势判断和决策造成很大困难。

对卫星导航影响

定位误差

(1)卫星导航时,闪烁引起信号接收的恶化,轻者会明显降低信噪比,使信号捕获跟踪困难,从而降低定位精度,严重时导致导航接收机失锁,信号中断,无法提供导航信息。

(2)电离层闪烁引起的定位误差

(3)电离层闪烁造成的失锁

我国低纬电离层闪烁和周跳的统计特征比较 (rhhz.net)

空间物理系列讲座第二季 武汉大学 熊超教授 电离层不规则体与闪烁_哔哩哔哩_bilibili

团队工作|5月份超大地磁暴期间全球电离层不规则体/闪烁监测和定位风险预警分析-同济大学GNSS研究团队 (tongji.edu.cn)

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