利用地面和天基GPS技术，来避免赤道电离层f区和全球零星电子层的不规则性   前言：过去几十年来，利用全球导航卫星系统进行地球观测极大地改变了这一领域，然而，这些系统的精度有时会受到各种因素的影响，不确定性的一个重要因素是电离层中的不规则性。   在本次研究中，重点放在一种称为赤道等离子体泡(EPBs)的特定类型的电离层不规则性，这种不规则性会引起无线电信号闪烁，特别是在夜间观测期间，这些EPB主要发生在地磁赤道沿线。   为了深入研究这一现象，我们采用了从FormoSat-3/COSMIC任务中获得的天基GPS无线电掩星(GPS-RO)观测数据，分析依赖于使用从1赫兹电离层相位测量中得出的振幅闪烁(S4)指数，这就需要用到其中一种工具，电离层探测仪，这是一种用于探测电离层特性的专用仪器，这方面的一个例子是位于Juliusruh的电离层探测仪，该探测仪是由位于kuhlungsborn的Leibniz大气物理研究所管理的。   电离层探测仪的测量为了解电离层的行为提供了有价值的信息，这些测量值通常以电离图的形式表示，电离层图实质上是从电离层反向散射的无线电信号的图形描述，它展示了无线电波如何在不同高度和频率下与电离层相互作用，一个有趣的例子是来自巴西圣路易斯的电离图，在那里的夜间观测中可以看到明显的强后向散射，这种现象可能归因于等离子体气泡的存在。   破译电离图包括解释其图形表示，垂直轴对应于海拔，而水平轴代表频率，在所描绘的来自Sao Luiz的电离图中，可以辨别出两种类型的反向散射垂直普通(用红色描绘)和垂直非常(用绿色描绘)，电离图的彩色编码显示有助于识别这些回波到达的方向。   临界频率(fc)的概念对于理解无线电波在电离层中的行为至关重要，超过临界频率的频率能够以普通和垂直探测模式穿过电离层，这个概念概括在下面的等式中：fc = 1 / (2π) * √(e^2 * Nemax / (me * ε0))。 在这个具体的例子中，来自Sao Luiz的电离图是无线电波和电离层之间相互作用的主要例证，特别突出了当地夜间等离子体气泡的影响。   要注意的是，由大约90个电离层探测仪组成的网络战略性地分布在世界各地，以全面了解电离层的特征和现象，如利用全球定位系统(GPS)的可观测数据，包括代码和相位测量，在从电离层得出总电子含量(TEC)值方面发挥着至关重要的作用。   然而，每种类型的测量都有一定的局限性，与相位观测相比，代码测量往往有噪声且不太准确，但是相位测量缺乏精确解决模糊项的能力，为了应对这些挑战，采用了相位和码测量相结合的方法，这种方法被称为平滑码TEC。   在这种技术中，码和相位观测值的无几何线性组合被公式化如下，对于相位观察：L_{s，r，4} = \lambda_ \cdot \phi_{s，r，1} - \lambda_ \cdot \phi_{s，r，2 } = \ alpha \ cdot STECr _ { s }+CPBs _ { 4，r} + \epsilon L_L s，r，4=λ1ϕs，r，1−λ2ϕs，r，2=αrs+带电粒子束sr+ϵL4。   这里，3f2f12−f2f_f和f_f分别是L1和L2信号的载波频率，STECr_{s}斯特茨rs代表卫星间倾斜的总电子含量ss和接收器rrP_{rs，i}P i是代码观察，和\phi_{s，r，i}ϕs，r，i是L1和L2信号的相位观测值。   为了获得平滑的代码，利用下面的表达式：P_{rs，i} = \lambda_{i} \cdot \phi_{s，r，i} + P_{rs，i} - \lambda_{i} \cdot \phi_{s，r，i} + GP=λiϕs，r，i+Pi−λiϕs，r，i+G，在这些等式中，P_{rs，i}Pi表示平均代码，并且L_{s，r，i}Ls，r，i指平均相位测量值，其中ii对应于L1或L2。   通过使用这种方法将相位和代码测量结合起来，可以减轻与每种测量类型相关的缺点，最终导致对总电子含量(TEC)的更准确估计和对电离层行为的更好理解。   总结：我们通过这次研究发现，围绕着调查和理解F区域内电离层不规则性的复杂性，特别是侧重于赤道等离子体泡和影响其出现和向上运动的因素是至关重要的，并且，研究还深入研究了使用地基测量与零星E层相关的天气学检验，这一努力得到了从GPS无线电掩星(GPS-RO)测量和从电离层探测仪收集的参考观测中获得的基本见解的帮助。