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偶发E层(Sporadic E,简称Es)是指距地面90~120km高度区域内短暂出现的高电子密度薄层结构。当无线电波穿过Es不规则结构时,会引起电波信号的振幅、相位和偏振方向发生快速随机起伏,造成通信误码和信号畸变,从而影响卫星导航精度和通信畅通。随着全球范围导航定位和通信系统对空间平台的依赖日益增长,开展全球Es分布特性的研究显现出越来越重要的应用价值。 本文以北半球划分季节,春季、夏季、秋季和冬季分别指3~5月、6~8月、9~11月和12~2月。利用2002年至2006年CHAMP卫星和2009年12月COSMIC卫星观测得到的50Hz采样率的C/A码信噪比(Signal Noise Ratio,简称SNR)数据,统计分析全球范围内Es随时间、空间的变化特征。主要研究结果如下: (1)Es在夏季强度最强,主要出现在北半球中纬地区。冬季时 Es主要集中在南半球中纬地区,其强度比夏季北半球中纬地区的弱,但强于春、秋两季时南、北半球中纬地区的Es强度。与夏季和冬季相比,春季和秋季的Es强度很弱,Es在南、北半球均有出现。 (2)夏季时在距地面100~110km高度的北半球中纬地区,Es扰动随经度的变化较小。冬季时,在南半球中纬的-180~-40°E和40~180°E两个地区上空100~115km高度出现强度很大的Es扰动,但是在-40~40°E地区上空Es强度很弱。 (3)高纬地区Es强度最弱。低纬地区Es全年几乎都有出现,但是其强度较低。 (4)Es主要出现在距地面90~115km的高度范围,低于90km和高于115km的高度范围几乎没有Es强扰动出现。 (5)冬季时在南、北半球中纬地区,地方时9~12点和15~21点出现了两个相对较强的Es峰值。夏季时,南半球中纬地区的Es只在地方时15~21点出现峰值;北半球中纬地区的Es分别在地方时9~12点和15~21点出现两个相对较强的峰值,在地方时午夜(0~3点)出现一个强度稍弱的峰值。 (6)2003年出现了典型的夏季异常现象,即北半球中纬Es强度在7月和8月最强,进入9月后其强度下降到了全年最低。在其它年份(即2002年和2004~2006年),北半球中纬Es的强度在9月虽然不是全年最低,但与夏季相比其强度明显减弱。 本文的统计结果与以往利用其他方法获得的观测结果比较一致,说明利用 GPS掩星观测技术可以有效地监测Es层的全球分布。