电离层ROTI计算与使用
0.前言
1.ROTI计算
1.1 TEC计算
在有f 1 f_1 f 1 f 2 f_2 f 2 e l e > 30 deg ele>30 \deg e l e > 30 deg
1.相位观测值计算TEC
T E C Φ = 1 40.3 f 1 2 f 2 2 f 1 2 − f 2 2 [ ( Φ 1 − Φ 2 ) ] TEC_\Phi=\frac1{40.3}\frac{f_1^2f_2^2}{f_1^2-f_2^2}\bigg[\bigg(\Phi_1-\Phi_2\bigg)\bigg]
TE C Φ = 40.3 1 f 1 2 − f 2 2 f 1 2 f 2 2 [ ( Φ 1 − Φ 2 ) ]
其中：
Φ 1 \Phi_1 Φ 1 Φ 2 \Phi_2 Φ 2
2.伪距观测值计算TEC
T E C P = 1 40.3 f 1 2 f 2 2 f 1 2 − f 2 2 [ ( P 2 − P 1 ) ] TEC_P=\frac1{40.3}\frac{f_1^2f_2^2}{f_1^2-f_2^2}\bigg[\bigg(P_2-P_1\bigg)\bigg]
TE C P = 40.3 1 f 1 2 − f 2 2 f 1 2 f 2 2 [ ( P 2 − P 1 ) ]
其中：
3.综合相位和伪距观测值的相对TEC
T E C = T E C Φ + ⟨ T E C P − T E C Φ ⟩ TEC=TEC_\Phi+\left\langle TEC_P-TEC_\Phi\right\rangle
TEC = TE C Φ + ⟨ TE C P − TE C Φ ⟩
其中：
4.VECT计算
V T E C = T E C [ 1 − ( R e cos ( θ ) R e + h I ) ] − 1 2 VTEC=TEC\left[1-\left(\frac{R_e\cos\left(\theta\right)}{R_e+h_I}\right)\right]^{-\frac12}
V TEC = TEC [ 1 − ( R e + h I R e cos ( θ ) ) ] − 2 1
其中：
R e R_e R e h I h_I h I θ \theta θ
1.2 ROT/ROTI计算
ROT的计算方法为：
R O T = T E C t 2 − T E C t 1 t 2 − t 1 = Δ T E C Δ t ROT=\frac{TEC_{t2}-TEC_{t1}}{t_2-t_1}=\frac{\Delta TEC}{\Delta t}
ROT = t 2 − t 1 TE C t 2 − TE C t 1 = Δ t Δ TEC
其中：
T E C t TEC_{t} TE C t t t t T E C TEC TEC
ROTI的计算方法为：
R O T I = ⟨ R O T 2 ⟩ − ⟨ R O T ⟩ 2 ROTI=\sqrt{\langle ROT^2\rangle-\langle ROT\rangle^2}
ROT I = ⟨ RO T 2 ⟩ − ⟨ ROT ⟩ 2
其中：
要注意，这里对高度角也有相应要求，一般要求e l e > 30 ele>30 e l e > 30
一般来说，常用的ROTI计算方式为，30 s采样率(Δ t \Delta t Δ t < ∗ > <*> < ∗ >
参考论文
Carmo, C. S., Denardini, C. M., Figueiredo, C. A. O. B., Resende, L. C. A., Picanço, G. A. D. S., Neto, P. B., … & Chen, S. S. (2021). Evaluation of different methods for calculating the ROTI index over the Brazilian sector. Radio Science , 56 (8), 1-12. https://doi.org/10.1029/2020RS007140