全球电离层GNSS星座监测与仿真 - 苟晓晨; 于锡峥; 李磊; 吴小成; Gou Xiaochen; Yu Xizheng; Li, Lei; Wu, Xiaocheng (地球与行星物理论评, 2022)
太阳是引起电离层扰动的主要根源，而电离层暴等电离层扰动对短波通信、卫星导航等均有重大影响，实现全球电离层的精准探测对预报扰动非常重要. 本文以全球电离层监测为目标，采用8×8颗轨道高度为1020 km的太阳同步轨道卫星组网，构成电离层GNSS掩星星座，可实现全球电子密度、总电子含量（TEC）等电离层参数的同步监测. 轨道仿真结果显示，2小时内采用2°×2°网格，300 km高度掩星点低、中、高纬度空间覆盖率可达31.83%、49.84%、75.25%，全球70%以上区域的水平分辨率优于200 km. 同时，利用国际电离层参考（IRI）模型模拟磁暴期间全球电离层电子密度分布，结合轨道仿真数据，对该掩星星座的监测效果进行了验证. 结果表明，该星座能够在2小时时间尺度上，监测全球电离层100～1000 km 高度的电子密度、TEC等参数空间变化，水平分辨率200 km. 结合现有地基和天基电离层观测数据，可为研究磁层—电离层耦合及电离层暴的全球尺度时空演化特性提供新的视野，为空间环境预报提供数据支撑.