【摘 要】
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中国首颗地球物理探测卫星“张衡一号”（以下简称ZH-1）可获取电磁场、电离层等离子体以及带电粒子空间环境的全球数据并重建全球地磁场和电离层环境及其动态模型,其中的电离层等离子体原位观测载荷之一——朗缪尔探针（Languire Probe,以下简称LAP）,可以提供原位电子密度、电子温度观测数据,是ZH-1卫星电离层等离子体原位观测数据的主要数据源。通过前期对ZH-1卫星LAP载荷原位电子密度观测数
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中国首颗地球物理探测卫星“张衡一号”（以下简称ZH-1）可获取电磁场、电离层等离子体以及带电粒子空间环境的全球数据并重建全球地磁场和电离层环境及其动态模型,其中的电离层等离子体原位观测载荷之一——朗缪尔探针（Languire Probe,以下简称LAP）,可以提供原位电子密度、电子温度观测数据,是ZH-1卫星电离层等离子体原位观测数据的主要数据源。通过前期对ZH-1卫星LAP载荷原位电子密度观测数据与Swarm卫星等离子密度观测数据（简称LP）的比较,发现LAP数据与Swarm的LP数据在全球空间尺度、卫星轨道观测数据以及昼夜观测数据这三方面的相对变化都有一致的变化规律,但LAP数据在绝对数值上则远小于Swarm的LP观测数据。进一步利用COSMIC数据对LAP数据的检验也发现了类似的LAP数据较小的问题。虽然LAP数据与其它数据集具有一致的相对变化,不会影响对数据相对变化的研究,但观测数值上的差异会影响诸如数据建模等方面对绝对数据值的研究和应用。因此,为解决LAP数据与其它数据集之间绝对数值不一致的问题,本文拟通过选择参考数据源,获得对LAP数据的校正关系,并进一步对校正后的LAP数据进行与其它数据集的一致性检验,以评价校正关系的优劣。为达到研究目标,本文开展了以下几项具体的研究工作:（1）参考数据集筛选。根据ZH-1卫星的轨道高度及飞行特点,选用与ZH-1卫星具有相近观测时间和观测空间位置的非相干散射雷达（Incoherent Scatter Radar,以下简称ISR）观测数据、COSMIC卫星掩星数据以及与ZH-1具有相似飞行高度的Swarm B卫星的原位等离子密度数据（LP）来进行LAP数据的校验工作。（2）LAP数据校正。经过筛选和比较发现ISR数据在500km以上波动较大,Swarm B卫星由于是变化地方时观测,匹配数据覆盖时间极短,两种观测方式的数据都难以形成有效的校正关系。COSMIC卫星全球观测可以找到相当数量的匹配数据,而且具有较大的空间覆盖范围和较长的时间覆盖范围,但掩星数据在赤道异常（Equatorial Ionization Anomaly,EIA）区的误差较大,因此经数据筛选后最终选择COSMIC数据在中纬度的数据进行LAP数据校正关系。（3）校正数据检验。为评估校正后的LAP数据,本文采用三种数据进行验证。首先,利用Swarm B卫星与ZH-1卫星在空间和时间上非常相近的匹配数据进行检验;其次,利用ZH-1与ISR匹配数据点进行检验;最后,利用COSMIC 2卫星与ZH-1之间的匹配数据点进行检验。最终结果表明:校正后的结果可以基本消除LAP数据与其它数据间绝对数值上的差异,但依旧存在校正后LAP数据在某些时空范围内仍与其他数据集之间有不同比例关系差异的问题。由于卫星全球观测数据具有复杂的变化,要理清其间的关系,还需积累更多数据后根据不同的影响因素来继续展开这方面的工作。
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