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低緯不規則體偵測

閃爍(Scintillation)為影響人造衛星訊號品質的自然現象,傳送的電磁波受到經過的介質密度變化影響造成強度與相位擾動即為閃爍。 閃爍越強,則衛星定位或其他相關應用受到的干擾越明顯。全球定位系統(GNSS)訊號即經常受到閃爍現象干擾,強烈閃爍現象將對於船隻與航空導引及無人機與自動駕駛車輛等精密應用造成風險。
電離層閃爍現象是由位於地表上空約200-1000公里高度之不規則體造成,該不規則體在赤道區域入夜後形成而於日出前消失,且其分布位置會隨時間、季節、太陽活動以及地球磁場變化而有顯著不同,因此不規則體的位置預報相當困難。由於地面測站限制以及衛星觀測量不足,目前亦無對全球不規則體的即時監測。在衛星科技不可或缺的現在,建立快速的全球不規則體觀測系統為當務之急。
本研究藉由福衛七號之掩星實驗酬載偵測訊號擾動發生的時間地點,推測不規則體的位置,藉助於福衛七號的高時間解析度全球觀測建立近即時全球電離層不規則體每小時分布。

福衛七號偵測電離層不規則體過程示意圖

此網站所展示的結果(參見資料展示頁面),為本團隊應用福爾摩沙衛星七號(福衛七號)酬載GNSS接收機偵測全球不規則體的每小時更新結果。我們利用福衛七號每小時快速環繞地球一圈的優勢,建構不規則體近即時全球分布圖。該結果為沿磁赤道分布的不規則體隨高度位置(經度/海拔高度)繪製,是人類首次以高時間解析度對全球電離層電漿密度不規則體進行監測。

參考文獻:

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Chen, S. P., Bilitza, D., Liu, J. Y., Caton, R., Chang, L. C., & Yeh, W. H. (2017). An empirical model of L-band scintillation S4 index constructed by using FORMOSAT-3/COSMIC data. Advances in Space Research, 60(5), 1015-1028. https://doi.org/10.1016/j.asr.2017.05.031