福爾摩沙衛星五號先進電離層探測儀觀測全球離子密度分布

以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：11

、訪客IP：18.222.108.185

姓名

洪佩綺(Pei-Cii Hong) 查詢紙本館藏

畢業系所

太空科學研究所

論文名稱

福爾摩沙衛星五號先進電離層探測儀觀測全球離子密度分布
(Global Ion Density Distributions Observed by Advanced Ionospheric Probe Onboard FORMOSAT-5 Satellite)

相關論文

★ 動態視星等之星象辨識演算法	★ 太空電漿探針系統
★ 太空離子探測系統	★ 微衛星離子探測系統
★ 電子溫度儀在太空電漿模擬艙之量測	★ 先進電離層探測儀之機構設計與分析
★ 先進電離層探測儀離子流向推導與校正	★ 探空火箭姿態計
★ 先進電離層探測儀地面電子測試設備	★ 熱真空測試系統
★ 太空電漿模擬艙自動化監控系統	★ 數位式探空火箭姿態量測模組
★ 先進電離層探測儀整合測試系統	★ 先進電離層探測儀數位控制單元之研製
★ 探空十號火箭的姿態重建與分析	★ 先進電離層雙生儀地面電子測試設備

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

[檢視]

[下載]

本電子論文使用權限為同意立即開放。
已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的，進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
請遵守中華民國著作權法之相關規定，切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送，以免觸法。

摘要(中)

福爾摩沙衛星五號（福衛五號，FORMOSAT-5）於台灣時間2017 年8 月25 日發射，運行於高度約720 公里與軌道傾角98.28 度的太陽同步軌道（繞極軌道）上，經過赤道的當地時間約為10:30 與22:30，以每兩日的飛行週期便可涵蓋全球。福衛五號搭載的科學酬載為先進電離層探測儀（Advanced Ionospheric Probe, AIP），其由中央大學研發團隊設計開發完成，以量測電離層的電漿特性。AIP 自2017/11 以來於夜側對電離層進行實地量測，其所觀測到的離子密度可建構電離層的全球離子密度分布。歷經兩年半（2017/11～2020/4）的全球離子密度分布顯示，可明確地看到赤道地區電漿密度結構（Four-peak or Three-peak Plasma Density Structure）與中緯度電漿密度帶（Mid-latitude Plasma Density Band or Enhancement）隨經度與季節而變化，佐證AIP 可準確地長期探測電離層並提供良好品質的離子密度資料。

摘要(英)

A FORMOSAT-5 satellite has been launched on 25 August 2017 CST into a 98.28°
inclination sun-synchronous orbit at 720 km altitude along the 10:30/22:30 local time sectors.
The orbital coverage provides a great opportunity to survey terrestrial ionosphere from equatorial to polar region every two days. Advanced Ionospheric Probe (AIP) is a piggyback science payload developed by National Central University for the FORMOSAT-5 satellite to in-situ measure ionospheric plasma characteristics. The global ion density distributions observed by FORMOSAT-5/AIP in the pre-midnight sector are available since November 2017. Through the seasonal global ion density distributions from November 2017 to April 2020, longitudinal and seasonal variations of four-peak (or three-peak) plasma density structure near equator and mid-latitude plasma density bands (or enhancements) are clearly observed. It is indicated that FORMOSAT-5/AIP can provide high quality data to identify long-term ionospheric ion density variations

關鍵字(中)

★ 先進電離層探測儀
★ 福爾摩沙衛星五號
★ 太空電漿

關鍵字(英)

★ Advanced Ionospheric Probe
★ FORMOSAT-5
★ Space Plasma

論文目次

中文摘要……………………………………………………………………………………...……i
英文摘要…………………………………………………………………………….….................ii
誌謝……………………………………………………………………………………………….iii
目錄…………………………………………………………………………………………….....iv
圖目錄................. ………………………………………………….……………………………..vi
第一章簡介................................................................................................................................. 1
1.1 電離層…………………………………………………………..……………………….2
1.2 福爾摩沙衛星五號.......................................................................................................... 4
1.3 先進電離層探測儀.......................................................................................................... 6
1.4 科學任務 …………………………………………………………..……………………8
1.4.1 赤道地區電漿密度結構........................................................................................... 8
1.4.2 中緯度電漿密度帶................................................................................................... 9
1.4.3 小結………………………………………………………………………………..10
第二章科學資料處理................................................................................................................ 11
2.1 原始觀測資料之取得..................................................................................................... 11
2.2 可讀的科學資料之取得................................................................................................. 11
2.3 可用的科學資料之篩選................................................................................................. 11
2.3.1 攻角考量.................................................................................................................. 11
2.3.2 電漿參數考量.......................................................................................................... 11
2.3.3 地磁擾動考量......................................................................................................... 12
2.4 平均離子密度之取得.................................................................................................... 12
v
2.4.1 經緯網格解析度..................................................................................................... 12
2.4.2 計算離子密度平均值............................................................................................. 12
2.5 電離層的全球離子密度分布之繪製............................................................................ 12
第三章觀測結果與討論........................................................................................................... 13
3.1 電離層的全球離子密度分布........................................................................................ 13
3.1.1 春季與秋季………………..……………………………………………………....14
3.1.1.0 季節分布：2018～2020年春季與秋季…………..…..……..…..…….……14
3.1.1.1 2018～2020年春季的月分布：3月與4月………………………………….20
3.1.1.2 2018～2019年秋季的月分布：9月與10月………………………………...26
3.1.1.3 2018～2020年春季半月平均分布：3月至4月…………………………….30
3.1.1.4 2018～2019年秋季半月平均分布：9月至10月…………………………...38
3.1.2 冬季與夏季…………………………..……………………..…..………………....44
3.1.2.0 季節分布：2017～2019年冬季與夏季……………………..………...........44
3.1.2.1 2017～2019年冬季的月分布：11月、12月、翌年1月、翌年2月…..…...50
3.1.2.2. 2018～2019年夏季的月分布：5月、6月、7月以及8月……………..…...59
3.2 討論…………………………..…………………………………………...…………....64
第四章結論............................................................................................................................... 65
參考文獻....................................................................................................................................... 66
附錄一、利用MATLAB®進行平行運算及其運算結果 ............................................................ 69
附錄二、全球離子漂移速度分布圖........................................................................................... 87
附錄三、利用福衛五號軌道資訊進行STK模擬之流程圖……………………………………98

參考文獻

Akmaev, F. Wu, H. Wang, and D. N. Anderson,
Longitudinal variation of ionospheric vertical drifts during the 2009 sudden stratospheric warming, J.
Geophys. Res., 117, A03324, doi:10.1029/2011JA017348, 2012.
﹝6﹞Immel, T. J., E. Sagawa, S. L. England, S. B. Henderson, M. E. Hagan, S. B. Mende, H. U.
Frey, C. M. Swenson, and L. J. Paxton, The control of equatorial ionospheric morphology by
atmospheric tides, Geophys. Res. Lett., 33, L15108, doi:10.1029/2006GL026161, 2006.
﹝7﹞Kelly, M. C., The Earth’s Ionosphere: Plasma Physics and Electrodynamics, Academic Press,
Inc., 1989.
﹝8﹞Rajesh, P. K., J. Y. Liu, N. Balan, C. H. Lin, Y. Y. Sun, and S. A. Pulinets, Morphology of
midlatitude electron density enhancement using total electron content measurements, J. Geophys.
Res. Space Physics, 121, 1503– 1517, doi:10.1002/2015JA022251, 2016.
﹝9﹞Ratcliffe, J. A., Introduction to the Ionospheric and Magnetosphere, Cambridge University
Press, London, 1972.
67
﹝10﹞Ren, Z., W. Wan, L. Liu, B. Zhao, Y. Wei, X. Yue, and R. A. Heelis, Longitudinal variations
of electron temperature and total ion density in the sunset equatorial topside ionosphere, Geophys.
Res. Lett., 35, L05108, doi:10.1029/2007GL032998, 2008.
﹝11﹞Rishbeth, H. and Garriott, O. K., Introduction to Ionospheric Physics, Academic Press, New
York, 1969.
﹝12﹞Sagawa, E., T. J. Immel, H. U. Frey, and S. B. Mende, Longitudinal structure of the
equatorial anomaly in the nighttime ionosphere observed by IMAGE/FUV, J. Geophys. Res., 110,
A11302, doi:10.1029/2004JA010848, 2005.
﹝13﹞Slominska, E., J. Blecki, J.‐P. Lebreton, M. Parrot, and J. Slominski, Seasonal trends of
nighttime plasma density enhancements in the topside ionosphere, J. Geophys. Res. Space Physics,
119, 6902– 6912, doi:10.1002/2014JA020181, 2014.
﹝14﹞Su, S.-Y., H. C. Yeh, and R. A. Heelis, ROCSAT 1 ionospheric plasma and electrodynamics
instrument observations of equatorial spread F: An early transitional scale result, Journal of
Geophysical Research: Space Physics, 106(A12), 29,153–29,159, doi: 10.1029/2001JA900109,
2001.
﹝15﹞Wan, W., L. Liu, X. Pi, M. Zhang, B. Ning, J. Xiong, and F. Ding, Wavenumber-4 patterns of
the total electron content over the low-latitude ionosphere, Geophys. Res. Lett., 35, L12104,
doi:10.1029/2008GL033755, 2008.
﹝16﹞Yeh, H. C., S. Y. Su, Y. C. Yeh, J. M. Wu, R. A. Heelis, and B. J. Holt, Scientific mission of
the IPEI payload onboard ROCSAT-1, Terr. Atmos. Ocean., 1999.
﹝17﹞Yeh, K. C. and Liu, C. H., Theory of Ionospheric Waves, Academic Press, New York, 1972.
﹝18﹞Zhong, J., J. Lei, X. Yue, X. Luan, and X. Dou,, Middle-latitudinal band structure observed
in the nighttime ionosphere. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 124, 5857– 5873.
https://doi.org/10.1029/2018JA026059, 2019.
68
﹝19﹞沈裕德，電子溫度儀在太空電漿模擬艙之量測，碩士論文，2011
﹝20﹞林再文，先進電離層探測儀，博士論文，2016
﹝21﹞陳怡妏，福衛五號先進電離層探測儀觀測全球電漿密度不規則體之分布，碩士論文，2019

指導教授

趙吉光

審核日期

2020-7-29

推文