A method to establish GPS grid ionospheric correction model
电离层的影响是GPS定位导航中最大的误差源之一。因此，建立实时电离层改正模型来消除或减轻电离层影响是可行的。本文提出了一种新的方法--Hardy函数插值法，利用SIGAN网的连续GPS数据建立了长江三角洲地区高精度格网电离层模型（GIM），并对GIM计算TEC的内外精度进行了评价。结果表明，采用哈代函数插值方法可以较好地建立长江三角洲地区实时、高精度的GIM。由GIM得到的TEC内外精度均小于0.3m，优于WAAS距离权函数法和球谐函数法。此外，还利用这些方法对长江三角洲地区TEC的季节变化进行了初步调查和分析。
2010-10-12 physics.geo-ph physics.space-ph
Seismic-ionospheric disturbances in ionospheric TEC and plasma parameters associated with the 14 July 2019 Mw 7.2 Laiwui earthquake detected by the GPS and CSES
通过对GPS全球电离层图（GIM）的总电子含量（TEC）数据和中国地震电磁卫星（CSES）等离子体参数数据的交叉有效性分析，发现了2019年7月14日莱芜Mw7.2地震相关的地震电离层扰动特征。在区分太阳和地磁活动后，在地震前1天，3天和8天（2019年7月14日）在震中周围发现了三个正时间异常，以及地震后6天的负异常，这也与经纬度时间（LLT）图中的TEC空间变化相吻合。为了进一步证实这些异常，利用移动平均法（MMM）分析了CSES上的朗缪尔（Langmuir）探测器和等离子体分析仪（PAP）记录的电离层等离子体参数（电子、O+和He+密度），结果表明，在震前第2、4和7天，沿震中轨道的电离层等离子体参数也有明显的增强。为了使研究更有说服力，扰动轨道与其相应的四个最近的重访轨道进行了比较，其结果确实表明存在与莱芜地震有关的等离子体参数异常。这些结果表明，GPS和CSES观测到的电离层异常扰动与莱芜7.2级地震有很强的相关性，同时也强烈地表明了地震区电离层异常的存在
2021-02-06 physics.geo-ph physics.space-ph
Ionospheric response to the total solar eclipse of June 21, 2001
讨论了2001年6月21日日全食期间电离层响应的主要参数的测量结果。这项研究的基础上使用的数据，从三个站的全球定位系统网络位于非洲的全食带的地区。这一时期的特点是地磁扰动水平较低（Dst指数从-6到22 nT不等），这大大缓解了探测电离层对日食反应的问题。一项分析表明，所有全球定位系统台站的总电子含量都明显减少（降低）。TEC的最小值之间的延迟相对于日食全食是9-37分钟。TEC的抑郁症的深度和持续时间分别为0.5-0.9 TECU和30-67分钟，分别。在这项研究中获得的结果与早期的测量和理论估计是一致的。
2002-01-24 physics.geo-ph
The use of GPS-arrays in detecting shock-acoustic waves generated during rocket launchings
本文研究了火箭发射过程中产生的声冲击波（SAW）的形式和动力学。我们已经开发了一种方法，用于确定SAW参数（包括波矢量的角特性，和SAW相速度，以及朝向源的方向），使用GPS阵列，其元素可以选择出一个大的GPS站的全球GPS网络。1998年和1999年从拜科努尔和肯尼迪航天中心发射综合体发射质子号和航天飞机运载火箭（LV）对电离层影响的个案研究说明了该方法的应用。研究表明，尽管LV特性不同，但所有发射的电离层响应都具有与冲击波形式相对应的N波特性，而不管干扰源（火箭发射、工业爆炸）如何。SAW周期T为270- 360 s，在平静和中等地磁条件下，振幅超过TEC背景波动的标准差至少2 - 5倍。SAW波矢量的仰角高度角在30度到60度之间变化，并且SAW相速度（900-1200 m/s）在电离层F区最大值的高度处接近声速。
2000-07-13 physics.geo-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
Geomagnetic control of the spectrum of traveling ionospheric disturbances based on data from a global GPS network
本文试图验证地磁扰动是决定电离层行波扰动强度的一个因素的假说。为了提高数据的统计有效性，我们使用了新的GLOBDET技术方法的基础上，涉及全球空间平均的总电子含量（TEC）的干扰谱。为了定量表征TID强度，我们建议应使用一个新的全球扰动程度指数，它等于在选定的光谱周期范围内（在本例中为20-60分钟）TEC均方根变化的平均值。结果表明，在安静条件下，白天TEC变化的功率谱在20-60 min周期内呈幂律形式，斜率指数k =-2.5。随着磁扰动强度的增加，TIDs的总强度增加，在20-60 min范围内，振荡强度增加，导致谱的扭折。结果表明，随着地磁活动强度的增加，TEC的总强度增加;然而，它不与Dst的绝对水平相关，而是与Dst的时间导数值相关（最大相关系数达到-0.94）。TID响应的2小时量级的延迟与TID产生于极光区并以约300-400 m/s的速度向赤道传播的观点一致。
2000-12-05 physics.geo-ph
Traveling wave packets of total electron content disturbances as deduced from global GPS network data
我们发现了一类新的中纬度中尺度电离层行波扰动，即总电子含量（TEC）扰动的行波包（TWP）。第一次，TWP的形态是105天。利用全球定位系统（GPS）干涉测量技术，以2001年10月18日美国加利福尼亚州上空最显著的TWP现象为例，对TWP的时空特性进行了详细的分析。TWP的速度和方向对应的中纬度MS TID先前从分析HF无线电信号的相位特性，以及来自地球静止卫星和离散宇宙射电源的信号获得。
2002-11-11 physics.geo-ph
Effects of the August 11, 1999 total solar eclipse as deduced from total electron content measurements at the GPS network
本文给出了1999年8月11日日全食电离层响应的基本参数测量结果。我们的研究是基于使用的数据，从大约70个GPS站位于附近的日食全食阶段在欧洲。日食期间的特点是地磁扰动水平较低（Dst -变化范围为-10至-20 nT），这大大缓解了探测电离层对日食反应的问题。我们的分析揭示了一个定义明确的影响，减少（抑郁症）的总电子含量（TEC）的所有GPS站。在日食路径附近，TEC最小值相对于全食相位的延迟从格林尼治经度（10：40 UT，LT）的4 min逐渐增加到经度16度（12：09 LT）的8 min。TEC下降的深度和持续时间分别为0.2- 0.3TECU和60分钟。在这项研究中获得的结果是在良好的协议与早期的测量和理论估计。
2000-07-10 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
Vertical midscale ionospheric disturbances caused by surface seismic waves based on Irkutsk chirp ionosonde data in 2011-2016
利用伊尔库茨克快单站啁啾电离层探测仪资料，对2011-2016年发生的28次地震的电离层效应进行了统计分析。这些效应与远离震中的表面（瑞利）地震波有关。分析表明，这些地震中有9次伴随着垂直中等电离层不规则性（多尖）。为了估计地震波的电离层效率，我们提出了新的指数$K_{W}$。该指标估计给定地震振动空间发布所产生的声冲击波的最大振幅，并与地震振动的最大谱功率相关。通过对实验数据的分析表明，与地震有关的多尖波主要出现在$K_{W}\ge4.7$的白天[07：00-17：00]LST。在震中附近用GPS技术观测的内禀重力波没有显示出这种白天依赖性。基于2013年5月24日鄂霍次克海地震的实例，我们证明了深源地震在远离震中的地方可以产生强的多尖波，尽管在震中附近不会产生显著的GPS电离层响应。还发现了三个在远震区出现的零星E分叉现象，并进行了讨论。
2016-09-27 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
Ionospheric responses over the Antarctic region to Intense Space Weather events: Plasma Convection vs. Auroral Precipitation
本文利用2023年六次地磁暴期间的GPS TEC、极光沉降图和SuperDARN数据，研究南极电离层响应，发现等离子体对流（R约0.88）比极光沉降（R约0.31）更能解释TEC日最大值的显著增强。
2025-11-06 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.geo-ph
Performance of NavIC for studying the ionosphere at an EIA region in India
本文着重介绍了NavIC在印度次大陆地区电离层研究中的性能。该研究使用IIT Incubator一年（2017-18）的数据进行，该位置靠近赤道电离异常（EIA）的北峰。已经观察到，即使没有单独的误差校正，结果也在大多数时间内在GPS VTEC估计周围的IPP的1 \ensuremath{^{\circ}} x 1 \ensuremath{^{\circ}}网格上观察到的NavIC VTEC估计的$\pm20\%$内。此外，还介绍了在同一地点的两次不同磁暴（2017年9月8日和28日）期间以及使用GPS和NavIC覆盖印度次大陆的其他IGS站的电离层响应。该分析揭示了2017年9月磁暴期间TEC的类似变化，表明NavIC适合研究印度次大陆上空的空间天气事件以及电离层研究。
2020-01-09 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.geo-ph
Radio and optical observations of large-scale traveling ionospheric disturbances during a strong geomagnetic storm of 6-8 April 2000
本文给出了2000年4月6-8日强磁暴最大相期间中纬度大尺度电离层行波扰动的基本特征。利用位于俄罗斯和中亚的GPS接收机数据研究了总电子含量（TEC）的变化。位于日地物理研究所观测站的光学仪器FENIX也测量了中层顶和大气层高度对这场风暴的夜光响应，（51.9度）。N，103.0度。E）和MORTI位于电离层研究所的天文台（43.2度。N，77.0度。E）。在伊尔库茨克对中心高度为90、97和250 km的大气层的O（557.7 nm、630.0 nm、360-410 nm和720-830 nm）辐射进行了观测，在阿拉木图对中心高度为95 km的大气层的O_2（866.5 nm）辐射进行了观测。在阿拉木图还测量了f_0F2和F2层的虚拟高度的变化。对包括Dst导数最大值的时间间隔17.00-21.00 UT进行数据分析。结果表明，风暴引起的大尺度孤立波，持续时间为1小时，锋宽为5000 km，以200 ms-1的速度向赤道方向移动，移动距离不小于1000 km。TEC的干扰，基本上显示在F2区域的最大值的电子含量的抑郁症，揭示了一个良好的相关性与日益增长的夜光发射，TEC和发射变化的最大值之间的时间转移是不同的不同海拔高度。
2001-04-23 physics.geo-ph
The shock-acoustic waves generated by earthquakes
我们研究地震产生的冲击声波的形式和动力学。我们使用的方法来检测和定位电离层脉冲干扰的来源，使用的数据从全球网络的GPS导航系统的接收器，并不需要先验信息的相关影响的时间和地点。该方法的实际实施说明了在土耳其（1999年8月17日和11月12日），在苏门答腊南部（2000年6月4日），和中美洲海岸（2001年1月13日）的地震影响的案例研究。结果发现，在所有情况下，电离层响应的时间周期是180-390 s，振幅超过了至少两倍的标准差的背景波动的总电子含量在这个范围内的周期在安静和温和的地磁条件。波矢量的仰角在20-44度范围内变化，相速度（1100-1300 m/s）接近电离层F区最大高度处的声速。计算出的震源位置（通过忽略折射修正）大致对应于震中。我们的数据与目前的观点是一致的，即冲击声波是由地球表面在震中区的活塞式运动引起的。
2001-01-25 physics.geo-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
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
Atmosphere-Ionosphere Response to the M9 Tohoku Earthquake Revealed by Joined Satellite and Ground Observations. Preliminary results
2011年3月11日发生的日本东北部9级地震是有史以来袭击这个国家的最大地震。我们回顾性分析了四个不同的物理参数的时间和空间变化-出射长波辐射（OLR），GPS/TEC，低地球轨道层析成像和临界频率foF 2。这些变化是地震发生前几天大气层和电离层状态的特征。我们的第一个结果表明，在3月8日发射的红外辐射迅速增加，从卫星数据和异常发展的震中附近。GPS/TEC数据表明电子密度的增加和变化在3月8日达到最大值。从这一天开始，在低电离层也证实了震中上空的异常TEC变化。3月3日至11日，日本所有四个地面电离层探测仪都记录到电子浓度大幅增加，并在主地震后恢复正常。我们发现大气和电离层异常与东北地震之间存在正相关关系。本研究有助于更好地了解大气层/电离层对东北大地震的响应
2011-05-13 physics.geo-ph physics.space-ph
The MHD nature of ionospheric wave packets excited by the solar terminator
首次获得了电离层中尺度波包（MSTWP）磁流体动力学（MHD）性质的实验证据。我们使用的总电子含量（TEC）的测量数据在密集的日本网络GPS/GEONET（1220站）在2008-2009年。我们发现，周日，季节和光谱MSTWP的特点是指定的太阳终结者（ST）动力学。MSTWP是窄带TEC振荡的链，单个包的持续时间约为1-2小时，振荡周期为10-20分钟。它们的总持续时间约为4- 6小时。MSTWP的空间结构的特点是高度的各向异性和相干的距离超过10个波长。MSTWP行进方向的特征在于不受季节影响的高方向性。白天MSTWPs的发生率在冬季和春分期间较高。夜间MSTIDS的发病率以夏季为高峰。这些功能是一致的，与以前的MS旅行电离层扰动（TID）的统计数据，从630 nm的气辉成像观测在日本。在冬季，北半球的MSTWP在早晨ST通过后3-4小时被观测到。在夏季，MSTWP被检测到1.5-2小时之前，晚上ST发生在观测点，在晚上ST通过磁共轭点的时刻。在观测点和磁共轭区，振荡系统的高Q因子以及MSTWP的出现与日珥通过的同步性都证明了ST激发MSTWP产生的MHD性质。所得结果是ST产生离子声波假说的第一个实验证据。
2009-04-21 physics.ao-ph physics.geo-ph
Instantaneous response of the ionosphere to a sudden commencement of the strong magnetic storm of April 6, 2000
我们开发了一种新的技术，用于全球探测大气扰动，总电子含量（TEC）的相位测量的基础上，使用国际GPS网络。TEC的时间依赖性获得的一组间隔的GPS网络的接收器同时为整个可见卫星。使用用于信号的空间-时间分析的已知算法，在选定的振荡周期范围内对这些序列进行滤波。2000年4月6日突然开始的强磁暴的“瞬时”电离层响应被检测到。在地球的向阳面，净响应振幅的最大值约为0.8*10^16 m^-2（背景TEC值的1- 2%），中纬度地区相对于SC的延迟约为200 s。在高纬度地区，延迟时间长达15分钟，而在夜侧，延迟时间分别为0.2*10^16 m^-2和30分钟。扰动从中高纬度向昼侧和从昼侧向夜侧的传播速度约为10-20 km/s。
2000-07-05 physics.geo-ph
Revealing pre-earthquake signatures in atmosphere and ionosphere associated with 2015 M7.8 and M7.3 events in Nepal. Preliminary results
回顾/前瞻性地分析了尼泊尔M7.8和M7.3事件发生期间大气3个不同物理量的瞬态变化：地球外辐射（OLR）、GPS/TEC和低层大气热力学性质。研究发现，2015年3月中旬，卫星观测到的大气地球辐射迅速增加，4月21-22日，在未来7.8级震中附近的异常达到最大值。我们连续的卫星分析预测了5月3日新的强烈异常，这是考虑该地区另一个大事件的原因。2015年5月12日，又发生了一次7.3级大余震。对加德满都附近气象地面站气温资料的分析表明，与卫星异常相比，有1-2天的偏距。GPS/TEC数据分析表明，在4月22日至24日期间，电子密度增加并发生变化，达到最大值。2015年4月21日赤道电离层异常（EIA）峰值出现一个强的负TEC异常，4月24日出现一个强的正TEC异常。我们的初步结果表明，震前大气和电离层异常与尼泊尔2015年M7.8和M7.3事件的发生之间存在相关性。
2015-08-16 physics.ao-ph physics.data-an physics.geo-ph
Local changes in the total electron content immediately before the 2009 Abruzzo earthquake
对2009年阿布鲁佐Mw6.3级地震前后17个测站的GPS观测数据进行了电离层总电子含量（TEC）变化的处理和分析。分析包括内插和非内插TEC数据。揭示了区域和地方特征的TEC的变化。在研究期间观察到几个区域变化：2009年1月1日至4月21日。通过分析意大利中部5个GPS观测站（Unpg（Perugia）、Untr、Aqui（Aquila）、M0se（Roma）和Paca（Palma））的非内插TEC数据，还发现了TEC的局部扰动。该局部TEC扰动在2009年4月6日01：32 UT发生的EQ主震前出现，在震后达到最大振幅约0.8 TECU，之后消失。TEC扰动位于160 km以下的高度，即低电离层。
2014-05-19 physics.geo-ph physics.space-ph
Modeling of the ionosphere response on the earthquake preparation
以强震前GPS观测到的电离层总电子含量（TEC）异常变化为前兆，研究了地震-电离层耦合过程。对地震孕育期TEC对地-电离层间垂直电流的响应进行了数值模拟。利用高层大气模型进行了模型实验。以下电流的参数变化：（i）方向（2）电离层的纬度带;（3）海流形态：（1）海流方向相反的“边界”网格点包围着海流“直线”网格点（2）“回流”流遍布全球;（3）没有“回流”流。数值模拟结果表明，在经度200 km、纬度2500 km范围内，密度为4 \times 10-8 A/m2的电流产生的正、负TEC扰动与GPS TEC观测值的一致性可达35%.
2012-05-02 physics.geo-ph physics.space-ph
Interhemispheric differences in field-aligned currents, ground magnetic perturbations, and TEC during the geomagnetic storms of May and October 2024
Indian Institute of Geomagnetism（印度地磁研究所）；Institute of Astronomy Space and Earth Science（天体空间与地球科学研究所）
研究对比2024年5月G5和10月G4地磁暴，发现尽管太阳风驱动相似，MI耦合系统在FAC形态、共轭磁扰动及TEC分布上呈现显著暴间与半球差异，归因于中尺度变率和不对称电流闭合。
2026-09-29 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.geo-ph
