[01408164]基于GNSS的电离层层析算法及其应用研究

该项目主要研究内容为：(1)三维电离层层析模型的构建；(2)电离层电子密度反演过程中不适定问题；(3)不同太阳活动条件下中低纬度地区电离层时空变化规律。该项目组成员主持了国家自然科学基金青年基金、国家自然科学基金面上项目和国家863计划子课题项目各1项，参与国家杰出青年基金项目、国家863项目、921载人航天工程项目皮及中国科学院重大知识创新工程项目等课题共计10余项。项目组成员共计发表论文108篇，SCI收录论文14篇，其中第一作者10篇，EI收录36篇。在地球科学国际顶尖刊物如《IEEET.GeosciRemote》和《GPSSolutions》等发表论文近10篇。10篇代表性论文的平均影响因子为1.697。该项目研究成果得到国内外同行的高度评价与大量正面引用，在国内外产生了非常重要的学术影响。发表论文被国内外学者正面他引483次，其中SCI正面他引32篇次，10篇代表性论文被SCI正面他引26次。他引文章刊物包括国际顶尖物《IEEETransactionsonGeoscienceandRemotesensing》和《JournalofGeodesy》等。10篇SCI他引代表性论文的平均影响因子达2.125。该项目的一些重要科学贡献如下：构建了一种三维电离层层析模型，提出了利用码和载波相位联合计算商精度电离层绝对TEC的思想，克服了电离层层析反演过程中单纯利用码或载波相位重构电离层电子密度的局限性，提高了电子密度反演的精度。首次发现了不适定问题两个方面在电离层电子密度层析反演过程中同时存在的独特现象，并提出了一种新的混合重构算法，有效地解决了反演结果的非唯一性和不稳定性。通过施加合理的约束条件，有效地解决了电离层层析反演中常用的迭代重构算法在电离层电子密度反演中精度不高和重构图像边缘失真效应。首次利用中国地壳运动观测网络数据反演了中国区域电离层在太阳活动异常条件下的扰动现象，发现了电离层正负相暴、研究了电离层扰动结构的演化规律以及赤道异常结构的在磁暴日向北扩展的现象。率先利用层析技术发现了磁静日赤道异常结构的发展和消亡过程以及赤道异常峰的垂直变化特征。该项目的研究成果有重要的科学意义，以上成果有助于清楚了解电离层三维时空结构的演化规律，提高电离层延迟改正精度，满足高精度用户的需求，相关研究成果先后应用到921载人航天二程和中国北斗二代导航卫星系统中，发挥了关键作用，并为监测和预报灾害性空间天气事件奠定了理论基础。项目研究期间，项目组成员与国内外知名研究机构和大学进行了广泛交流与合作，培养了多名研究生。