[发明专利]一种电离层活动空间观测系统

权利要求书

1.一种电离层活动空间观测系统，其特征在于，所述装置包括：低轨道混合卫星星座及安装其上探测器；

所述卫星星座包括至少2个轨道高度，每个轨道高度至少1个轨道面，不同高度轨道卫星互为配合，包括A类卫星和B类卫星，构成立体空间电离层观测；所述A类卫星用于对太阳观测、地球两极的沉降粒子及磁场就位测量、并对电离层遥感观测；所述B类卫星用于电离层就位探测；

所述对太阳观测是对太阳的极紫外波段的太阳光学成像和软X射线波段的流量观测；所述地球两极的沉降粒子就位观测是利用粒子探测器，对顺着地球两极磁场磁力线由高空向地球两极飞行的带电粒子进行测量；所述磁场就位测量，是利用磁强计对卫星飞行路线区域的磁场进行测量；所述电离层遥感观测是利用卫星搭载掩星接收机和三频信标机，掩星接收机接收GNSS卫星所发射出来的经过电离层影响的导航电波，从而对电离层特性进行测量，三频信标机向地面发射3个频段的电波信号，在地面布设接收机接收信标；

所述电离层就位探测是利用卫星搭载电场测量仪、朗缪尔探针及粒子质谱仪进行测量；所述电场仪是安装在卫星用来对电离层电场强度测量；所述朗缪尔探针是安装在卫星上用来对电离层的电子密度和温度进行测量；所述粒子质谱仪是安装在卫星上对电离层的中性粒子成分和带电离子漂移速度进行测量。

2.根据权利要求1所述的电离层活动空间观测系统，其特征在于，所述A类卫星轨道高度不低于300km，避免掩星接收机和三频信标机穿越电离层过薄；所述B类卫星的高度不高于800km，避免卫星搭载仪器测量电离层的特征不明显。

3.根据权利要求1所述的电离层活动空间观测系统，其特征在于，所述A类卫星轨道高度应该比B类卫星的轨道要高，避免就位观测到的电离层部分不在遥感观测电离层部分以内。

4.根据权利要求1所述的电离层活动空间观测系统，其特征在于，所述星座的每轨道不少于1颗卫星，避免由于卫星过于稀疏而导致测量数据量过少而对电离层保障业务化不利。

5.根据权利要求1所述的电离层活动空间观测系统，其特征在于，所述A类卫星和B类卫星均为三轴稳定对地定向姿态控制，指向精度不差于5°，指向稳定度优于1°/s，避免成像观测图像质量过低。

6.根据权利要求1所述的电离层活动空间观测系统，其特征在于，所述星座卫星的轨道测量准确度不小于50km，避免由于轨道测量不准导致掩星测量效应不明显。

7.根据权利要求1所述的电离层活动空间观测系统，其特征在于，所述A类卫星的太阳观测仪器安装在卫星朝天面，仪器传感器开口部分对准太阳来流，指向精度优于5°，仪器全轨道可以观测太阳来流覆盖时间不少于10％。

8.根据权利要求1所述的电离层活动空间观测系统，其特征在于，所述太阳观测仪器的极紫外成像至少覆盖121.1nm波长、X射线流量测量至少覆盖0.1-0.8nm和0.05-0.4nm两个波段，以期获得太阳耀斑活动信息。

9.根据权利要求1所述的电离层活动空间观测系统，其特征在于，所述A类卫星的沉降粒子探测器安装在卫星的朝天面，测量带电粒子包括电子和质子，测量能量的最低起始不大于2MeV，避免低端能量粒子信息丢失。

10.根据权利要求1所述的电离层活动空间观测系统，其特征在于，所述A类卫星的磁场计伸杆尺寸不小于50mm，尽量避免卫星本体磁场对测量的干扰。

11.根据权利要求1所述的电离层活动空间观测系统，其特征在于，所述A类卫星的掩星接收机天线安装在卫星侧面，测量的范围至少需要覆盖GPS和BDS卫星的导航电波信号，从而尽可能多的测量掩星数据。

12.根据权利要求1所述的电离层活动空间观测系统，其特征在于，所述A类卫星的三频信标机天线安装在卫星对地面，三个信标分别为L波段、甚高频(UHF)波段及甚高频(VHF)波段，地面配置不少于1个接收站接受信标。

13.根据权利要求1所述的电离层活动空间观测系统，其特征在于，所述B类卫星的电离层就位探测的朗缪尔探针安装在卫星伸杆构成，至少安装1副，伸杆至少10mm，避免卫星表面干扰测量。