测绘基于gps电离层层析技术的地震电离层异常研究_学位论文.doc

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1、中南大学本科毕业论文中南大学本科生毕业论文(设计)题目基于GPS电离层层析技术的地震电离层异常研究学生姓名刘莹指导教师戴吾蛟学院地球科学与信息物理学院专业班级测绘工程0903班完成时间2013年05月27日71中南大学本科毕业论文目录目录2摘要4Abstract5图例索引6表格索引7第一章绪论81.1电离层研究背景及意义81.2电离层探测技术与方法的发展81.3基于GPS的电离层层析技术的国内外研究现状111.4本文研究的主要内容11第二章电离层的基本特性132.1地球大气结构132.2电离层概述132.3电离层异常、不规则

2、现象和扰动142.4地磁参数及太阳活动指数15第三章基于GPS的电离层层析原理163.1GPS概述163.1.1时间系统和坐标系统163.1.2GPS观测量与观测方程173.1.3GPS测量的误差分析173.1.4电离层薄壳模型173.2双频GPS测量电离层TEC的基本原理183.3基于GPS的电离层层析算法213.4实验步骤233.5小结24第四章异常检验方法254.1参考值的选择254.2方法简介26第五章基于GPS电离层层析技术的地震电离层异常研究2771中南大学本科毕业论文5.1日本2011年3月地震震例分析275.

3、1.1实验数据选择275.1.2实验数据准备275.1.3数据处理285.2苏门答腊岛2012年4月地震震例分析335.3中国台湾2012年2月地震震例分析445.4中国新疆2012年2、3月地震震例分析525.5地震震例统计分析645.5.1中国新疆2008年3月地震震例分析645.5.2中国新疆2012年6月地震震例分析665.5.3中国新疆2012年8月地震震例分析675.6统计分析结果69第六章总结与展望716.1研究工作总结716.2进一步的工作展望72参考文献73致谢7571中南大学本科毕业论文摘要地震灾害给人类

4、带来的生命财产损失是难以估计的。在地震的短临期预测中，一个很自然的思路就是研究地震前的异常。随着卫星导航定位系统的不断发展，国际上许多组织和国家相继建立了用于监测地壳形变的地面GPS地面站网络，但是常规的基于地基GPS监测网络监测对象是电离层TEC、垂直总电子含量和峰值电子密度NmF2。这些物理量只能给出电离层电子密度在两维的分布，而不能给出其随高程变化的情形，具有一定的局限性。而本文旨在运用Austen等人于1986年提出的电离层层析成像技术（ComputerizedIonosphericTomography，简称CIT）

5、反演电离层电子密度的方法以监测电离层的异常情况，并且利用GPS数据结合电离层层析模型反演出电离层的三维电子密度空间分布，能够较好的展现电子密度的空间变化情况，克服了常规地基GPS监测电离层方法的局限，同时选择使用的乘法代数重构算法（MART），解决了求解基于GPS的电离层层析是一个秩亏方程的问题，最终得到了地震前电离层电子密度三维分布，利用异常探测方法对反演出的电子密度值进行探测并用统计学分析方法统计多次不同震级的地震电离层规律。关键词：地震；电离层异常；层析；GPS71中南大学本科毕业论文AbstractThelossof

6、mankindlifeandpropertybroughtbyearthquakesisdifficulttoestimate.Inpredictionofearthquake,anaturalideaistostudytheexceptionbeforetheearthquake.Withthedevelopmentofsatellitenavigationandpositioningsystem,internationalorganizationsandcountrieshaveestablishedaground-ba

7、sedGPSstationnetworkformonitoringcrustaldeformation,buttheconventionalground-basedGPSmonitoringnetworkjustmonitorsionosphericTEC,verticaltotalelectroncontentandpeakelectrondensityNmF2.Thesequantitiescanonlygiveusinformationsaboutelectrondensityoftheionosphereinthet

8、wo-dimensionaldistribution,butcannotshowitsvariationwithelevationchanges.Ithascertainlimitations.ThispaperusesthetheorywhichwasfoundbyAustenetali