Preliminary mapping of ionospheric total electron content (TEC) over Ecuador using global positioning system (GPS) data
该研究利用厄瓜多尔14个GPS接收机的伪距数据计算并绘制2022年1月电离层总电子含量（TEC）的彩色地图，揭示其振荡特征及峰值可超100 TECU的规律。
2024-03-27 physics.space-ph
First results of Low-latitude Ionospheric Irregularities measured by NavIC and GPS near the Anomaly Crest and the Magnetic Equator
电离层不规则性研究是了解电离层物理及其相关过程的重要方面，特别是在低纬度地区。然而，同时测量（利用NavIC和全球定位系统的L波段信号）的印度经度部门的不规则规模大小，还没有得到广泛的解决。为了解决这个问题，本文提出了同时表征低纬度电离层的不规则性超过了一个位置附近的北EIA波峰（地磁：$^\circ$ N 22.52，$^\circ$ E 75.92，地理倾角32.23 $^\circ$ N）和位置（海得拉巴：17.41 $^\circ$ N，78.55 $^\circ$ E地理和磁倾角21.69 $^\circ$ N），在波峰和磁赤道之间，利用印度导航系统，NavIC和GPS L5信号C/N $_o$变化，以使用功率谱密度（PSD）分析确定电离层不规则尺度大小的范围。研究时间跨度为2017年9月至2019年9月，涵盖了太阳活动周期24下降阶段的扰动和平静时间条件。观测表明，不规则尺度的大小范围从500米到6公里。这项研究第一次显示了在不同的太阳和地球物理条件下电离层闪烁的时间PSD的性质，通过测量不规则尺度的大小，利用NavIC和GPS从EIA北部波峰附近的位置和波峰和磁赤道之间的同时观测，确保对地球敏感的印度次大陆电离层的适当表征。
2023-01-24 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.geo-ph
Towards the azimuthal characteristics of ionospheric and seismic effects of "Chelyabinsk" meteorite fall according to the data from coherent radar, GPS and seismic networks
本文根据GPS接收机、相干检波雷达EKB SuperDARN和地震台网络的数据，对"车里雅宾斯克“陨石的电离层方位特性和地震效应进行了研究。结果表明，在火流星爆炸后6-14分钟，GPS网观测到了TID的锥形波前，解释为弹道声波。典型的TID传播速度为661+/-256 m/s，这对应于240 km高度的预期声波波速。在火流星爆炸后14分钟，在200公里的距离上，我们观测到了一个球面波阵面的TID的出现和传播，这被解释为内部声波的引力模。该TID的传播速度为337+/-89 m/s，与类似情况下这些波的传播速度相对应。在EKB SuperDARN雷达上，我们观察到在接近垂直于陨石轨迹的方位角扇区中的TID。所观测到的TID速度（400 m/s）和方位特性与120- 140 km高度上的弹道波传播模型有很好的相关性。结果表明，垂直地震振幅的方位分布可以用垂直走滑破裂模型来定性描述，该破裂以1 km/s的速度沿陨击轨迹传播约40 km。这些参数对应于弹道波峰值通过地面传播的方向和速度。结果表明，高空大气中陨石的超音速运动和燃烧所产生的弹道波模型，能满意地解释EKB SuperDARN相干雷达和GPS接收网观测到的各种电离层方位效应，以及远距离地震波的方位特性。
2015-06-19 physics.ao-ph physics.geo-ph physics.space-ph
Ionospheric total electron content variations observed before earthquakes: Possible physical mechanism and modeling
近年来，利用全球和区域TEC图、单个台站的测量以及沿单个GPS卫星通道的测量，发现了GPS在地震前导出的异常TEC扰动。对于中纬强震，地震电离层异常表现为位于即将发生的震中附近的局部TEC增强或降低。对于低纬强震，则存在与赤道F2区异常改变有关的效应：磁赤道上空电离层电子密度槽加深或填充。我们认为，震前观测到的NmF2和TEC扰动最可能的原因是F2区电离层等离子体在震源纬向电场影响下的垂直漂移。为了验证这一假设，使用高层大气模式进行了模式计算。提出了维持电场所需的近震区边界电势分布。高层大气的状态，大概预示着一个强烈的地震，已经被模拟。数值模式计算结果与中低纬强震前观测到的TEC异常在空间尺度和振幅特征上都有较好的一致性。
2009-05-20 physics.geo-ph physics.space-ph
A simple ionospheric correction method for radar-based space surveillance systems, with performance assessment on GRAVES data
电离层效应降低了雷达数据的质量，而雷达数据对于空间监视系统制作的卫星星历表的精度至关重要;这种降低对于在甚高频范围内工作的GRAVES等雷达尤其明显。本文提出了一种简单有效的电离层效应改正方法，并对法国空间监视雷达GRAVES的观测数据进行了评价。该方法依赖于GPS数据，我们的评估依赖于GRAVES和DORIS数据。我们发现，在评估径向速度方面的增益可以高达1.76 $κ$，其中$κ$是GRAVES径向速度测量噪声的典型均方根（不包括电离层影响）：白天卫星头顶通过的误差从2.60 $κ$降低到0.83 $κ$。我们的结论是，虽然这种方法是非常简单的实现，它已被证明是一个很好的电离层效应的校正在实践中。
2022-05-31 physics.space-ph
Separation and Quantification of Ionospheric Convection Sources: 2. The Dipole Tilt Angle Influence on Reverse Convection Cells During Northward IMF
本文研究了北向IMF期间地球偶极子倾角对北半球电离层反向对流单体（有时称为波瓣单体）的影响，我们将其与高纬度重联联系起来。利用2010-2016年超级双极光雷达网等离子体漂移观测数据对电离层对流进行了定量分析。一种基于球面基本对流系统（SECS）的新技术，在我们的同伴论文中提出（Reistad等人，2019，https：//doi.org/10.1029/2019JA026634）用于分离和量化反向对流单元。我们发现，偶极倾斜角对反向池势有线性影响。在北半球，夏季的反向电池电位通常是冬季的两倍。这种变化被解释为由于偶极倾斜的方向引起的行星际磁场瓣重联率的变化。因此，偶极倾斜对反向电离层对流的影响可能是对v（O $_{sw}$）B（O $_{z}$）的更已知影响的显著修改。这些结果可以被科学界采用作为叶重联耦合函数的关键输入参数。
2020-09-15 physics.space-ph
Use of GPS network data for HF Doppler measurements interpretation
测量电离层信号多普勒频移的方法--高频多普勒技术--是电离层研究中常用的方法之一。它允许研究电离层中的各种扰动。电离层中有一些扰动源。它们是地磁暴，太阳闪光，地磁效应，大气波。这种方法可以找出地震，爆炸和其他过程对电离层的影响，这些过程发生在地球附近。高频多普勒技术对微小频率变化具有很高的灵敏度和时间分辨率，但结果解释困难。在这项工作中，我们尝试使用GPS数据的多普勒测量解释。使用TEC的多普勒频移变化的建模允许分离中等规模的电离层扰动。
2014-10-14 physics.ao-ph physics.geo-ph physics.space-ph
Near-real-time VTEC maps: new contribution for Latin America Space Weather
开发能够以高空间分辨率和近实时方式提供电离层垂直总电子含量图和电离层指数的区域服务，对于卫星应用和研究界都具有重要意义。我们在这里提供的方法，和评估，这样一个系统。它依赖于南美洲的公共全球导航卫星系统（GNSS）基础设施，整合了来自多个星座（目前为GPS，GLONASS，Galileo和BeiDou）的数据，采用多个频率，并在几分钟的延迟时间内生成整个大陆范围的VTEC地图。为了评估我们的系统模拟电离层行为的能力，我们在我们的近实时区域VTEC地图和几个参考分析中心制作的经过验证的质量VTEC地图之间进行了全年的相互比较，导致平均偏差低于1 TEC单位（TECU）。此外，我们的产品对直接和独立的基于GNSS的倾斜TEC测量的评估显示RMS值优于1 TECU。反过来，电离层W指数地图生成，平静和扰动地磁的情况下，只采用我们的质量验证VTEC地图。这些W指数图的空间表示反映了电离层的状态，分辨率为0.5x0.5度。最后，我们的结论是，我们的产品，每15分钟计算一次，确实提供了一个很好的区域TEC的空间表示，并能够为电离层W指数图的可能计算提供基础，也是近实时的
2019-09-11 physics.space-ph
Systematic study of ionospheric scintillation over the indian low-latitudes during low solar activity conditions
系统研究低纬度地区，特别是赤道电离异常区和磁赤道附近的电离层闪烁，对于了解电离层变化的动力学和相关的物理过程至关重要。我们的研究涉及在因斯布鲁克和海得拉巴上空进行的NavIC $S_{4_C}$观测。此外，还分析了2017年9月至2019年期间电离层扰动和安静时间条件下的GPS $S_{4_C}$观测结果，这些观测结果处于太阳活动周期24的下降阶段。使用替代参数：ROT和ROTI进一步分析$S_{4_C}$观察结果。这些结果是从NavIC星座的三颗卫星（PRN 2、5和6）获得的。观察到Hyderabad和Incubator的\textbf{were}舒张开始时间分别约为19：30 LT（h）和20：30 LT（h），而$S_{4_C}$峰值出现在22：00 LT（h）和23：00 LT（h）之间。使用散射系数对NavIC的可靠性进行了评估，散射系数显示在安静时间电离层条件下这对信号之间具有良好的相关性。观测结果清楚地表明，NavIC信号的振幅闪烁遵循Nakagami-m分布以及$α-μ$分布，这是对这些信号闪烁引起的深功率衰落的描述。本文首次展示了在这些地点附近进行这种系统研究的影响，有助于增进对低太阳活动条件下低纬度电离层动态性质的了解。
2022-09-01 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.geo-ph
Magnetospheric control of ionospheric TEC perturbations via whistler-mode and ULF waves
利用THEMIS与地面GPS的磁共轭观测，研究证明高纬度dTEC调制由ULF调制的哨声模波诱发的电子沉降驱动，并验证了波谱与TEC扰动的一致性。
2024-09-08 physics.space-ph
Time-scale dependence of solar wind-based regression models of ionospheric electrodynamics
太阳风对地球空间的影响可以被描述为直接驱动分量或昼侧重联和卸载分量的总和，与通过夜侧重联释放的磁能有关。这两个过程在短时间尺度上相关性很差，但在长时间窗口上平均时完全相等。由于这一特性，基于太阳风数据的电离层电动力学回归模型是时间尺度特定的：从1分钟分辨率数据导出的模型将不同于从每小时、每日或每月数据导出的模型。我们解释和量化这种影响的简单线性回归模型的各种地磁指数。我们还推导出一个与时间尺度相关的校正因子，可用于平均磁场和极流系统模型。最后，我们展示了如何绝对估计的夜面重联率可以计算从太阳风测量和地磁指数。
2020-11-02 physics.space-ph
Characterizing the ionospheric current pattern response to southward and northward IMF turnings with dynamical SuperMAG correlation networks
我们的特点是安静的时间（没有亚暴或风暴）的大规模电离层瞬态等效电流的响应，南北和南北IMF转向通过使用一个动态网络的地面磁力计。北半球（磁纬度（MLAT）50-82 $^{\circ}$）的所有SuperMAG磁力仪站对之间的典型相关性用于确定磁当地时间-MLAT区域之间的近同时磁响应的程度。描述时空相关性的参数和地图被用来描述系统及其对聚集了数百个事件的转向的响应。我们发现，经历大幅度增加的相关后转向的区域与典型的位置相吻合的两个细胞对流系统，并受到行星际磁场$\mathit{B}_{y}$。转向到达磁层顶与网络响应之间的时间为$\sim$ 8-10 min，昼侧的相关比夜侧的相关早2-8 min。
2017-05-16 physics.space-ph
Altitude distribution of electron concentration in ionospheric D-region in presence of time-varying solar radiation flux
本文通过分析位于塞尔维亚贝尔格莱德的AWESOME接收机实时记录的由德国DHO发射机发射的甚低频（VLF）无线电波的幅度和相位随时间的变化，研究了太阳耀斑对地面电离层D区电子浓度的影响。2011年3月24日12：01 UT至12：11 UT期间，GOES-15卫星记录到太阳耀斑活动导致电离层D区光电离率上升。在70 km左右的高度，光电离和复合分别是主要的电子增益和电子损失过程。我们分析了这两个过程中产生的电子浓度变化扰动电离层的相对贡献。
2012-04-19 astro-ph.EP physics.geo-ph physics.space-ph
Compensation of tropospheric and ionospheric effects in gravitational sessions of the spacecraft RadioAstron
本文讨论了在利用射电天文卫星（SC）精密测量引力红移的实验中补偿大气影响的可能性。当信号从地面跟踪站传播到航天器并返回时，与电离层和对流层的相互作用对频移有相当大的贡献。给出了确定这种贡献的物理效应的简要概述，并描述了无线电信号的相应频率失真的计算和补偿的原理。然后，这些方法被用来减少“射电天文”航天器信号的大气频移。航天器硬件允许在两种通信模式下工作：“单向”和“双向”，此外，两个不同频率的通信信道同时工作。“单向”（SC -地面跟踪站）通信模式，信号由机载氢频标同步。“双向”（SC -地面跟踪站- SC）模式由地面氢标准同步。进行的计算使我们能够比较各种方法进行的大气波动补偿的质量，并选择最佳的一个。
2019-12-10 astro-ph.IM gr-qc physics.ao-ph
Retrieving Instantaneous Field of View and Geophysical Information for Atmospheric Limb Sounding with USGNC Near Real-Time Orbit Data
临边成像电离层和热层极紫外光谱仪（LITES）实验是国际空间站空间试验计划休斯顿5号（STP-H5）有效载荷上的13个仪器之一。与补充性的全球定位系统无线电掩星和紫外线测光-共定位（C组）实验一起，LITES将调查电离层结构和与全球电离层有关的可变性。国际空间站的轨道倾角为51.6°，再加上其约410公里的高度，能够从电离层峰值区域稍高的地方进行中低纬度测量。LITES仪器具有10° × 10°的视野，水平折叠，结合了给定高度的所有信息。该仪器安装在国际空间站的尾流中，向下约14.5°，以便对约350公里至150公里的高度成像。实际观察高度和几何形状直接取决于国际空间站的俯仰角，影响到仪器捕获的地球物理信息。
2021-01-28 astro-ph.IM physics.space-ph
Impact of 15 Jan 2010 annular solar eclipse on the equatorial and low latitude ionosphere over Indian region from Magnetometer, Ionosonde and GPS observations
2010年1月15日印度南部的日环食是由磁力计，电离层探测仪和GPS接收器组成的多仪器观测网络研究的。通过选择前一天和正常EEJ日作为对照日，从本质上证明了赤道全天的规则东向电场不仅被削弱，而且实际上被潮汐的影响翻转了几个小时，潮汐与中午附近壮观的太阳-月球-地球对齐有关。电场翻转的影响在赤道电离层探测仪数据中以及通过完成TEC数据的大型全球定位系统接收器阵列中清晰可见。电场变化的主要影响是所有纬度的EIA减少，异常峰向赤道移动。赤道F区密度分布也显示出增强的F区峰，尽管减少VTEC。与日食期间暂时缺乏光电离导致的等离子体密度耗尽相比，日食的电动力学后果更为重要，并影响了大范围纬度的等离子体密度。
2015-06-17 physics.space-ph
t-STEP: An interpretable model for Total Electron Content predictions and irregularities estimations
Interdisciplinary Center for Security, Reliability and Trust (SnT), University of Luxembourg（安全、可靠性与信任跨学科中心（SnT），卢森堡大学）；Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia（国家地质物理与火山学研究所）；Mission Space | Space Weather（空间任务 | 空间天气）
提出可解释ML模型t-STEP，以30秒分辨率预测TEC并估计不规则性，通过ROT/ROTI指标诊断电离层变化，在GPS观测数据上实现高精度，优于IRI-2020和注意力LSTM模型。
2026-06-28 cs.LG physics.space-ph
Martian M2 peak behavior in the dayside near-terminator ionosphere during interplanetary coronal mass ejections
本研究利用MAVEN的ROSE观测数据，首次探究行星际日冕物质抛射（ICMEs）对火星昼侧近晨昏线电离层M2峰的影响，发现ICMEs期间M2峰抬升4-16 km、峰密度下降，提出垂直压力梯度与电子温度升高是可能成因。
2023-11-05 physics.space-ph
Effects of the Great American Solar Eclipse on the lower ionosphere observed with VLF waves
电离层下层（D区）的高度受到太阳紫外线通量的影响，而太阳紫外线通量又影响甚低频（VLF）信号在该层与地球表面之间形成的波导内的传播。在日食期间，太阳辐照度的快速变化可以帮助了解太阳辐射到电离层D层的能量转移的细节。我们使用位于墨西哥墨西哥城的“拉丁美洲甚低频网络”（LAVNet-Mex）接收站，在2017年8月21日日食期间，检测了美国北达科他州NDK站以25.2 kHz发射的甚低频信号的相位和幅度变化。当太阳光被遮挡时，电离层（D区）的电离率降低，有效反射高度增加，导致观测到的VLF波的相位和振幅显著下降。相应的波导路径是3007.15公里长，几乎垂直地穿过日全食path. Circumstantially，在日全食的时候，C3耀斑发生，使我们能够隔离耀斑通量从背景通量的大部分磁盘。在这项工作中，我们报告的意见，并提出了一个新的模型的电离层影响的日食和耀斑。该模型基于影响整个大圆圈路径（GCP）的月亮阴影程度的详细设置。日食期间，18：05 UT时的最大相位变化为-63.36 $^{\circ}$，根据我们的模型，这导致反射高度最大增加9.3 km。
2019-10-30 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.ao-ph
On one effect of coronal mass ejections influence on the envelopes of hot Jupiters
现在确定的是，热彗星有广泛的气体（电离层）信封，扩大远远超出了洛希瓣。这些包层与行星的结合力很弱，受到恒星风波动的强烈影响。此外，热彗星靠近母星，因此星风的磁场是一个重要因素，决定了它们的磁层结构。与此同时，对于一个典型的热木星，恒星风等离子体的速度，在大气层周围流动，接近阿尔文速度。这将导致恒星风参数的波动（密度、速度、磁场），这可能会影响热木星周围弓形激波的形成条件，即：e.以将流动从亚阿尔芬模式切换到超阿尔芬模式并返回。本文根据三维MHD数值模拟结果，证实了在热木星包层中，即在星风的Alfvén点附近，在日冕物质抛射的作用下，弓形激波的消失和出现都是可能的。该论文还表明，这种效应可以影响热木星的观测表现，包括光谱能量部分的光度。
2019-11-07 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
The Effects of Space Weather on Flight Delays
虽然太阳离我们很远，但一些太阳活动仍然可能影响地球上天基和地基技术系统的性能和可靠性。这些由太阳引起的随时间变化的空间条件也被称为空间天气，因为大气条件可以影响地面天气。众所周知，航空活动在空间天气事件期间会受到影响，但空间天气对航空的确切影响仍不清楚。尤其是人们最关心的航班延误问题，空间天气对航班延误的影响，至今还没有深入的研究。通过分析大量的飞行数据（约5 × 106个记录），我们首次证明了空间天气事件对航班延误具有系统的调节作用。空间天气事件期间的平均到达延迟时间和30分钟延迟率分别比平静期显著增加了81.34%和21.45%。22年间的年飞行规律率与年平均太阳黑子数之间的显著负相关也证实了这种延迟效应。进一步的研究表明，与空间天气事件相关的地磁场波动和电离层扰动对通信和导航的干扰会增加航班延误时间和延误率。这些结果拓展了空间天气的传统研究领域，也为改进航班延误预报提供了全新的视角。
2022-09-16 astro-ph.SR physics.space-ph
