處在宇宙空間中的地球時刻受著太陽吹過來的高能粒子風影響，在地球磁場的作用下，太陽風會繞過地球磁場，繼續向前運動，于是在地球周圍就形成了一個被太陽風包圍的、形似彗星的地球磁場區域，稱之為磁層。磁層中的大氣會被電離，產生大量的等離子體，磁層的最內層是電離層，最上面是等離子體層。無線電通訊和衛星導航在人類生活和軍事等方面已經得到了廣泛應用，地球空間環境會對它們造成一定的干擾，例如等離子體層會產生一些不必要的干擾，影響衛星導航系統和無線電通訊。因此，研究地球空間環境對國民經濟和國防建設尤為重要。

　　由于觀測手段的缺乏，對電離層以上的等離子層的研究相對較少，隨著星載全球導航衛星系統（GNSS）的發展，越來越多的低軌（LEO）衛星搭載GNSS接收機發射上天，這樣就可以獲取全球分布的中性大氣、電離層和等離子層觀測數據。

　　近日，中國科學院上海天文臺副研究員郭鵬等利用星載GNSS觀測資料，對等離子體層進行了數據同化研究（數據同化是一種綜合多種觀測源的觀測資料、對電子密度進行優化估計的方法），并發現同化后的模型比之前的同類研究更加接近大氣的真實狀況，該成果已經發表在國際期刊《無線電科學》（Radio Science）。

　　該文章第一作者、上海天文臺博士研究生仵夢婕說：“我們使用了由中國和美國合作的COSMIC掩星計劃的觀測資料，它的數據優勢在于利用加載在LEO衛星上的精密定軌天線，連續、高頻率地對LEO到GPS衛星之間的斜路徑總電子含量進行觀測。這些觀測包含了LEO所在的軌道高度（800 km）至GPS衛星所在的軌道高度（20200 km）之間的空間大氣的信息，因此這一部分斜路徑電子含量值適合用于數據同化的分析研究。”郭鵬說：“我們選擇了全球核心等離子體模型作為等離子層的先驗模式，然后加入了LEO衛星的定軌天線接收的斜路徑總電子含量這一新的觀測數據，進行數據同化，得到了更新的等離子層模型。結果發現，同化更新后的模型比先驗模型更加接近真實大氣情況，可以反映出局部的電子密度變化特征。因此這一等離子層模型可以更好地用于模型改正和其他需要考慮高層大氣電子含量的計算中。”

　　數據同化前后的4倍地球半徑范圍內的等離子層電子密度分布情況