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电离层模型精度比较 巩岩，韩保民 （山东理工大学建筑工程学院，山东 淄博 255049 ） 摘要：为了更好的进行电离层延迟改正，使用了常用电离层模型 NeQuick 模型和 IRI 模型，随机选取某几天的某几个时刻进行数据处理，将得到的结果与 IGS 分析中心结 果进行比较。结果表明，用不同的模型得到的TEC 值不一样，精度不同，其中 的精 度更高。 关键字：NeQuick 模型；IRI 模型；TEC 众所周知，电离层是围绕地球的一层离子化的大气，它的电子密度、稳定程度和厚度等 都在不断变化着，这些变化主要是受太阳活动的影响。太阳发生质量喷发时，可产生数以百 万吨计的物质磁云飞入空间，当这些磁云到达地球电离层时，就会使电离层的电子密度发生 很大变化，产生所谓的电离层暴，造成严峻的空间天气状况，严重时可以中断无线电通信系 统和损害地球轨道卫星（如通信卫星）。当GPS 信号传播到地球或低轨飞行器时，必须穿透 电离层，此时就会产生路径延迟（等价于相应的延迟），而电离层延迟误差是GPS 定位中的 一项重要误差源，特别是2000 年5 月美国政府宣布取消了SA 政策以后，电离层延迟被认为 是影响GPS 定位精度的最大误差源。因此对电离层活动的监测和预报，或许可以给出早期的 预警信息，以便及时保护贵重的通信卫星，揭示太阳和电离层中某些现象发生的规律性，以 及了解地球磁场及其他圈层变化和相互作用的规律。 1 电离层模型方法与原理 电离层活动的监测很难建立完善的理论预报模型，目前大都采用统计规律及经验模型做 预报，但准确率不高。电离层TEC 的长期预报模式大致分两类，一种是利用NeQuick 模型预 测的电子密度计算TEC，二是利用IRI 模型预测的电离层剖面计算电离层TEC。 1.1 NeQuick 模型 NeQuick 模型是由意大利萨拉姆国际理论物理中心的高空物理和电波传播实验(ARPL OICTP, Trieste)与奥地利格拉茨大学的地球物理、气象和天体物理研究所(IGAM,U2niversity of Graz) 联合研究得到的新电离层模型, 该模型已经在欧空局EGNOS 项目中使用, 并建议 Galileo 系统的单频用户采纳来修正电离层延迟。 NeQuick 模型不仅可以计算任意点的垂直方向电子总含量和斜距方向上电子总含量，也 可以用参数NmF2(F2层的电子密度)和hmF2(F2层峰值的高度)来表示给定时间和位置的电子 浓度，从而得到电离层的垂直电子剖面图。该模型提供一种描述三维电离层图像新方法。在 计算高度100km 到hmF2 电子浓度时，模型使用欧盟科技合作项目COST238 和COST251 中表 示Ep stein 层的DGR 公式(Radicella and Leitinger, 2001)。这些参数值是时间和位置的 函数，可以在国际电信联盟无线电部(ITUOR)的数据库中得到，该数据库提供各种参数的月 平均值。 标准NeQuick 模型在输入月份、地理纬度和经度、高程和协调世界时以后，可以给出卫 星信号到接收机传播路径总电子含量或者是卫星与卫星之间总电子含量以及给出高度能到 20000km 的电离层垂直剖面图。模型同时还需要太阳活动参数： R12 (太阳黑子数每月平均 值)或F10.7 (太阳光波长为10.7cm 的射电辐射流量。 1.2 IRI 模型 IRI 模型是在国际空间研究委员会(Committee On Space Research，COSPAR)和国际无线 电委员会(International Union of Radio Science，URSI) 的联合资助下，从1960 年开始由IRI 工作组通过30 多年的努力，利用可以得到的所有数据资料(包括ionosondes、非相干散射雷 达、卫星资料、探空火箭资料)建立的标准经验模型。它融汇了多个大气参数模型，引入了 太阳活动和地磁Ap 指数的月平均参数，描述了无极光电离层在地磁宁静条件下特定时间、 特定地点上空 50～2000km 范围内的电子密度、电子温度、离子(0+、H+ 、He+ 、NO+ 、02 ＋)温度、离子成分、电子含量等月平均值。目前公布的必威体育精装版模型是IRI2001 ，于2003 年发 布。从2000 年开始， IRI 工作组就研究如何把