基于GPS载噪比下降的太阳射电暴检测方法

doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2020.08.23

系统工程与电子技术 ›› 2020, Vol. 42 ›› Issue (8): 1820-1825.doi: 10.3969/j.issn.1001-506X.2020.08.23

基于GPS载噪比下降的太阳射电暴检测方法

祝雪芬¹(), 杨帆¹(), 陈熙源¹(), 林梦颖¹(), 陈新²()

1. 东南大学仪器科学与工程学院, 江苏南京 210096
2. 上海交通大学电子信息与电气工程学院, 上海 200240

收稿日期:2019-12-13 出版日期:2020-07-25 发布日期:2020-07-27
作者简介:祝雪芬(1983-),女,副教授,硕士研究生导师，博士,主要研究方向为卫星导航软件接收机及GNSS干扰检测。E-mail:zhuxuefen@seu.edu.cn|杨帆(1995-),男,硕士研究生,主要研究方向为GNSS干扰检测。E-mail:220183292@seu.edu.cn|陈熙源(1969-),男,教授,博士研究生导师,博士,主要研究方向为卫星导航及组合导航。E-mail:chxiyuan@seu.edu.cn|林梦颖(1994-),女,博士研究生,主要研究方向为GNSS干扰检测。E-mail:230198865@seu.edu.cn|陈新(1982-),男,副教授,硕士研究生导师，博士,主要研究方向为卫星导航信号处理技术、多径信道模型、GNSS干扰检测识别等。E-mail:xin.chen@sjtu.edu.cn
基金资助:
国家重点研发计划项目(2018YFB0505103)

Detection method of solar radio bursts based on decrease of GPS carrier-to-noise ratio

Xuefen ZHU¹(), Fan YANG¹(), Xiyuan CHEN¹(), Mengying LIN¹(), Xin CHEN²()

1. School of Instrument Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, China
2. School of Electronic Information and Electrical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China

Received:2019-12-13 Online:2020-07-25 Published:2020-07-27
Supported by:
国家重点研发计划项目(2018YFB0505103)

摘要/Abstract

摘要：

利用太阳射电暴影响全球定位系统(global positioning system, GPS)性能这一特征,提出一种基于GPS载噪比下降的太阳射电暴检测方法。首先计算观测地的太阳高度角,接着筛选出“降点”和“升点”用于确定单个观测地单颗卫星的波谷时间区间,最后综合多颗卫星和多个观测地得到太阳射电暴的检测结果。实验结果表明:太阳射电暴检出率随太阳入射角的增大而增大,在L2频段对600太阳流量单位(solar flux unit, SFU)以上的太阳射电暴检出率达到80%以上,在L2频段检出效果优于L1。该检测方法识别率高,成本低,不依赖于射电望远镜,能进行全天候实时的监测。

关键词: 全球定位系统, 太阳射电暴, 载噪比, 检出率

Abstract:

Taking advantage of the influence of solar radio bursts on the performance of global positioning system (GPS), a detection method of solar radio bursts based on the decrease of GPS carrier-to-noise ratio is proposed. Firstly, the solar incidence angle of the observation ground is calculated, then the "falling points" and "rising points" are selected to determine the time interval of the trough of a single satellite from the single observation ground, and finally the detection results of the solar radio bursts are determined by integrating multiple satellites and multiple observation grounds. The experimental results show that the detection rate of solar radio bursts increases with the increase of the solar incidence angle, the detection rate of solar radio bursts above 600 SFU on the L2 frequency band reaches more than 80%, and the detection effect on the L2 frequency band is better than that on L1. This detection method has a high recognition rate, low cost, does not depend on the radio telescope, and can carry out all-weather real-time monitoring.

Key words: global positioning system (GPS), solar radio burst, carrier-to-noise ratio, detection rate

中图分类号:

P353.7

祝雪芬, 杨帆, 陈熙源, 林梦颖, 陈新. 基于GPS载噪比下降的太阳射电暴检测方法[J]. 系统工程与电子技术, 2020, 42(8): 1820-1825.

Xuefen ZHU, Fan YANG, Xiyuan CHEN, Mengying LIN, Xin CHEN. Detection method of solar radio bursts based on decrease of GPS carrier-to-noise ratio[J]. Systems Engineering and Electronics, 2020, 42(8): 1820-1825.

图/表 8

图1

表1

图2

图3

图4

表2

图5

表3

参考文献 21

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台站	纬度/(°)	经度/(°)	国家
ISPA	110W	27S	智利
AREQ	72W	16S	秘鲁
BOGT	75W	4N	哥伦比亚
MDO1	105W	30N	美国
CHPI	45W	22S	巴西
CRO1	65W	17N	美国
KOUR	53W	5N	圭亚那
NNOR	116E	31S	澳大利亚
PERT	115E	31S	澳大利亚
SUNM	153E	27S	澳大利亚
TIDB	148E	35S	澳大利亚
PIMO	121E	14N	菲律宾
CCJM	142E	27N	日本
KUNM	102E	25N	中国
GUAM	144E	13N	关岛
USUD	138E	36N	日本
TSKB	140E	36N	日本
DARW	131E	12S	澳大利亚
TOW2	147E	19S	澳大利亚
RABT	7W	33N	摩洛哥
MAS1	16W	27N	西班牙
SFER	7W	36N	西班牙
VILL	4W	40N	西班牙
YEBE	4W	40N	西班牙
KOKB	160W	22N	美国

日期	时间段	峰值时刻	台站及太阳入射角/(°)
06.12.06	12:11~20:24	19:30	ISPA:83.5 AREQ:58.3 BOGT:50.6 MDO1:37.6 CHPI:34.8 CRO1:34.5 KOUR:32.3
06.12.13	00:00~10:00	03:30	NNOR:77.1 PERT:76.3 SUNM:66.6 TIDB:68.5 PIMO:52.4 CCJM:38 KUNM:36
11.02.15	00:00~10:45	03:00	PIMO:75.8 GUAM:80 USUD:72.6 TSKB:72.2 DARW:59 KUNM:58.8 TOW2:50.4
11.09.24	11:00~22:00	13:00	RABT:56.2 MAS1:63 CHPI:53.4 SFER:53.2 KOUR:51.7 VILL:48.8 YEBE:48.8

射电流量/SFU	样本容量	N_station
射电流量/SFU	样本容量	5	4	3	2
900~1 000	5	20%	40%	60%	100%
800~900	21	29%	38%	48%	95%
700~800	21	0%	19%	38%	81%
600~700	25	12%	24%	60%	84%
500~600	37	14%	27%	73%	86%
400~500	28	11%	18%	29%	68%
300~400	58	2%	7%	28%	60%
200~300	126	2%	2%	23%	47%
100~200	1 242	0%	0%	1%	2%

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Detection method of solar radio bursts based on decrease of GPS carrier-to-noise ratio

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