基于CHAMP、GRACE和COSMIC掩星数据的全球电离层hmF2建模研究

基于CHAMP、GRACE和COSMIC的电离层hmF2掩星数据,采用最小二乘法建立了一个包含地磁和太阳活动、经度、地方时、年积日和纬度信息的非线性多项式hmF2模型(Nonlinear Polynomial Peak Height Model—NPPHM).利用GRACE掩星数据对NPPHM与IRI2012进行了独立检验,结果显示这两个模型在2008年与GRACE数据的相关系数分别为0.798和0.532,均方根误差分别为25.97 km和44.56 km;在2012年,相关系数分别为0.732和0.488,均方根误差分别为31.39 km和42.83 km.选取全球不同地区14个测高仪站点数据,并引入相似离度对这两个模型的精度进行了评估,结果表明,NPPHM的相似离度远小于IRI2012,更加接近测高仪观测值.使用Athens站2003 2013年数据对模型进行了检验,结果显示IRI2012与Athens站测高仪数据的平均偏差达到8.11％,NPPHM则只有3.53％,并且在太阳活动低年及每年10月NPPHM的精度要明显高于IRI2012.此外,NPPHM也能够较好模拟出hmF2的日变化、季节变化及赤道异常等特性.