空间电离层梯度与闪烁衰减系数的联合分析

《Radio Science》：Joint analysis of spatial ionospheric gradients and scintillation fading coefficients

研究低纬度电离层不规则性对GNSS信号的影响，发现S4指数大于0.6与严重电离层梯度相关，但需结合α-μ模型的衰减系数a。当S4固定时，a随梯度严重性增加，导致更深信号衰落，可能缩短接收机周滑平均间隔，影响信号可用性。建议在抗干扰措施中综合评估S4、α及电离层梯度，未来需优化统计模型并纳入运营监控体系。

　　

摘要：

在低纬度地区，全球导航卫星系统（GNSS）信号的可用性和完整性受到电离层不规则性的严重威胁，这些不规则性会导致信号幅度闪烁。为了更好地理解低纬度电离层对GNSS信号的影响，本研究探讨了强烈的空间电离层梯度、幅度闪烁（通过S4指数量化）以及α-μ模型衰落系数之间的关系。强烈的电离层梯度通常伴随着S4值大于0.6的情况。然而，这样的S4值并不足以单独说明强电离层梯度的存在。对于基于GNSS的系统而言，强烈的电离层梯度会引发信号完整性问题，从而增加系统的脆弱性。研究结果表明，在S4值固定的情况下，衰落系数a随梯度强度的增加而增大，这意味着信号深度衰落的可能性也随之增加。这一关联非常重要，因为在S4和α值较大的情况下，接收机中信号循环滑动的平均时间预计会显著缩短，从而影响信号的可用性。研究还建议，在制定更有效的缓解措施时，必须综合考虑S4、α和电离层梯度这三个因素。对于安全性要求极高的GNSS应用，未来的研究应着重改进这些统计模型，并将其纳入运行监控框架中。