空间环境探测实验室由空间环境观测台链和数据中心组成。观测台链从我国大陆最北到最南沿子午线布置，包括黑龙江漠河，北京，湖北武汉，广西桂林，海南东方、乐东和三亚7个空间环境综合观测站。这些站点是中科院日地空间环境观测研究网络和国家重大科技基础设施“子午工程”的重要组成部分，其中北京站和漠河站是科技部批准的国家野外科学观测研究站。数据中心承担了中科院日地空间网数据中心和国家地球系统科学数据中心-地球物理分中心的建设任务，是国际科学理事会-世界数据系统的正式成员，美国地球物理学会认定的数据仓储中心，获得CoreTrustSeal国际认证。
实验室拥有多种综合探测手段对电离层、地磁和中高层大气三个领域方向开展长期定位科学观测，在GNSS TEC/闪烁等特色数据指标方面具备多点联网长期观测能力，形成了覆盖我国中低纬度地区，具有同时观测我国上空不同空间层次（中高层大气、电离层、磁层等）、不同时空尺度、多种空间环境参量监测能力的综合观测研究链网，并在南极中山站和北极黄河站设有地磁与电离层等观测。实验室重视技术研发和数据共享工作，在技术上突出空间环境不同尺度扰动与传播探测诊断分析，在数据上积极推动共享和利用，建立国际化的空间环境数据共享服务平台和镜像站，在我国地基空间环境观测研究方面发挥示范作用。
空间环境探测实验室主要站点和仪器分布
1．地磁观测系统
地磁场是随时间和空间变化的矢量场，七个主要的要素分别为：北向分量X、东向分量Y、垂直分量Z、水平强度H、磁偏角D、磁倾角I和总强度F。由于这七个参量不是独立的，一般选择测量三个独立的地磁要素来描述地磁场变化。通常，相对观测使用HDZ要素，绝对观测使用FDI要素。
2．电离层测高仪
通过垂直发射扫频高频脉冲波，当电波频率等于电离层等离子体频率时，信号发生反射。测量从电离层反射回波到达接收机的时间延迟，获得各频率点电离层虚高，即频高图。从频高图，可度量反演获得电离层参数如电子浓度剖面等。
3．电离层GNSS TEC和闪烁监测仪
电离层TEC和闪烁观测仪利用GNSS（全球导航卫星系统）卫星信标测量监测电离层电子浓度总含量（TEC）和卫星信号穿越电离层引起的信号幅度和相位闪烁。可实时获得观测点上空多条星地链路上的电离层TEC、闪烁和不均匀结构随时间的变化。
4. 甚高频相干散射雷达
采用相控阵天线阵列合成指向垂直于地球磁力线方向，当电离层中存在沿磁力线场向分布的不均匀体时（不均匀结构尺度为雷达半波长），会对雷达信号引起很强的后向散射（布拉格散射），通过测量这些散射回波，可获得电离层不均匀体散射强度随时间高度变化，不均匀体多普勒频移和谱宽，从而观测研究电离层中不均匀体特性和时空变化规律。
5．全天空无线电流星雷达
通过发射一定频率无线电波，接收约70到110公里高度范围，由于流星体进入地球高层大气与大气摩擦烧蚀产生的等离子体尾迹反射回波，并经分析计算从而获得该高度范围内流星通量和速度，以及大气扩散速度（可进一步推出大气温度）和大气风速矢量等高层大气参数。
6．流星不均匀体多波段探测系统
流星不均匀体多波段探测系统（英文简称：MIOS）是在基金委仪器项目支持下研制的一套仪器，包括多站光学子系统和无线电雷达子系统，可以获取同时的流星光学轨迹和光谱，各种流星回波与场向和非场向不均匀体，得到进入地球稠密大气后的流星体的轨道和成分等特征参数，产生的流星等离子体尾迹和不均匀体回波强度与多普勒谱，并能够对回波进行无模糊精确定位，获取流星等离子体尾迹和不均匀体的空间精细结构与快速演变；同时也具备探测电离层不均匀体的空间精细结构与快速演变能力。
7．高频相干散射雷达
类似甚高频相干散射雷达，高频相干散射雷达也主要探测电离层不均匀体布拉格散射回波。与甚高频相干散射雷达不同的是，高频相干散射雷达利用无线电波在电离层和地面的多次反射，可以获得数千公里外电离层中的场向不均匀体回波强度、多普勒速度和谱宽等，实现电离层不均匀体超视距探测，在有限条件下也可以获取部分地面目标回波信息。
8．法布里-珀罗干涉仪
法布里-珀罗干涉仪是一种具有高灵敏度、高光谱分辨率及高稳定性的被动光学观测仪器。主要观测目标为夜间中性成分发出的气辉，利用气辉中包含的多普勒频移和多普勒展宽对中性风场和温度进行反演。比如，FPI通过对892.0 nm、557.7 nm与630.0 nm波长的气辉进行观测，可以获取87 km、97 km和250 km高度附近的中性风场与温度信息。
9．全天空气辉成像仪
气辉是中高层大气中的一种微弱发光现象。全天空气辉成像仪主要用于成像观测中高层大气夜气辉强度，可以捕获包括重力波信息在内的不同尺度的波动结构和电离层不均匀体的二维结构。
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李国主，实验室主任，研究员，中国科学院大学岗位教授。主要从事电离层探测技术研发、中低纬电离层探测网络建设、电离层不均匀体诊断与机理研究和电离层与流星天文学科交叉研究等工作。 Email：gzlee@mail.iggcas.ac.cn |
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胡连欢，技术负责人，子午工程一期、二期联系人，高级工程师。主要从事电离层无线电波探测与数据分析工作，负责空间环境观测台链设备管理维护、子午二期低纬高频雷达研制、中科院空间环境监测网运行管理。 Email：hulh@mail.iggcas.ac.cn |
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赵秀宽，技术负责人，漠河国家站联系人，高级工程师。主要从事电离层统计分析与模式化研究、地球物理数据共享等工作。“世界数据中心-中国地球物理学科中心”和“国家地球系统科学数据中心-地球物理分中心”负责人。 Email：zxk@mail.iggcas.ac.cn |
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解海永，北京国家站联系人，高级工程师。主要从事电离层不均匀体探测技术开发，电离层不均匀体/闪烁研究等工作。负责MIOS无线电子系统建设与维护、实验室数据共享服务。 Email：xiehy@mail.iggcas.ac.cn |
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孙文杰，高级工程师。主要从事电离层观测技术开发与数据分析，电离层不均匀体与扰动观测研究，负责空间环境观测台链设备维护、南中国电离层不均匀体与闪烁观测网（IONISE）的建设和管理。 Email：sunwenjie@mail.iggcas.ac.cn |
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李怡，工程师。主要从事流星体及流星不均匀体探测的无线电雷达和光学技术开发与相关数据分析，实验室数据共享服务。 Email：yl@mail.iggcas.ac.cn |
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武志，北京站执行站长，实验师。主要从事流星光学技术开发，野外站仪器运维与数据处理。负责实验室流星光学设备在站开发维护。 Email：wuzhi@mail.iggcas.ac.cn |
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吴宝元，实验师。主要从事台站仪器观测、维护和数据分析处理工作，负责地磁仪器在站开发维护。 Email：wuby@mail.iggcas.ac.cn |
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常首民，实验师。从事台站仪器观测、维护和数据分析处理工作，负责实验室收支管理等工作。 Email：changsm@mail.iggcas.ac.cn |
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郝喜庆，实验师。主要从事台站仪器维护与基础数据处理。主要工作：地磁观测；地磁、测高仪数据处理；设备调试；数据处理程序开发。 Email：hxq@mail.iggcas.ac.cn |
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苏振波，漠河站执行站长，实验师。主要从事台站仪器观测、维护与数据处理等工作。负责法布里-珀罗干涉仪在站开发维护。 Email：suzhenbo@mail.iggcas.ac.cn |
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李来顺，实验师。主要从事台站地磁观测、仪器维护与数据处理。 Email：lilaishun@mail.iggcas.ac.cn |
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黄照国，三亚站常规设备负责人，实验师。主要从事台站仪器维护与数据处理，负责全天空气辉仪在站开发维护、海南区域电离层观测网的维护。 Email：hzg@mail.iggcas.ac.cn |
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陈文志，乐东站执行站长，同时管理东方站运行，助理实验师。主要从事台站仪器维护与数据处理，负责MIOS系统和低纬高频雷达在站开发维护。 Email：chenwenzhi@mail.iggcas.ac.cn |
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陈轩，武汉站执行站长，同时管理桂林站运行，助理实验师。主要从事台站仪器维护与数据处理，负责实验室相关网页的开发与数据库维护。 Email：chenxuan@mail.iggcas.ac.cn |
工作内容
本实验室主要进行如下方面的分析测试工作：
分析处理地磁、中高层大气、电离层观测仪器的原始数据，产出标准格式的数据产品，并进行质量控制。
实验室技术人员主要方法论著：
- Sun, W., Li G., Wang Y., Hu L., Xie H., Li Y., Zhao X., Ning B. and Liu L. (2023). On the spatial structure and zonal drift of low latitude E region irregularity patches over Hainan. Journal of Geophysical Research: Space Physics, doi:10.1029/2022JA031005.
- Xie, H., Li, G., Zhao, X., Hu, L., Sun, W., Li, Y., & Ning, B. (2023). The occurrence characteristics of daytime irregularities in the low latitude topside F region at solar minimum revealed by ICON. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 128, e2022JA030957. https://doi.org/10.1029/2022JA030957.
- Sun, W., Li, G., Le, H., Chen, Y., Hu, L., Yang, S., et al. (2022). Daytime ionospheric large-scale plasma density depletion structures detected at low latitudes under relatively quiet geomagnetic conditions. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 127, e2021JA030033. https://doi.org/10.1029/2021JA030033.
- Hu, L., Li, G., Ding, Z., Sun, W., Zhao, X., Xie, H., Zhu, Z., Yokoyama, T., Lan, J., Huang, Z., Ning, B. (2022). Fast Ionogram Observations of Ascending Thin Layers Locally Transported from the E to F Region at Equatorial and Low Latitudes. Remote Sensing 14, no. 22: 5811. https://doi.org/10.3390/rs14225811.
- Li, G., Xie, H., Wang, Y., Yang, S., Hu, L., Sun, W., et al. (2022). Design of meteor and ionospheric irregularity observation system and first results. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 127, e2022JA030380. https://doi.org/10.1029/2022JA030380.
- Li, Y., Li, G., Hu, L., Zhao, X., Sun, W., Xie, H., Yang, S., Ning, B. (2022). Observations of the October Draconid outburst at different latitudes along 120°E. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 516, Issue 4, Pages 5538–5543. https://doi.org/10.1093/mnras/stac2589.
- Sun, W., Ajith, K., Li, G., Li, Y., Zhao, X., Hu, L., Yang, S., Xie, H., Li, Y., Ning, B, Liu, L. (2022). Unseasonal super ionospheric plasma bubble and scintillations seeded by the 2022 Tonga Volcano Eruption related perturbations. J. Space Weather Space Clim. 12 25. DOI: 10.1051/swsc/2022024.
- Hu, L., Lei, J., Sun, W., Zhao, X., Wu, B., Xie, H., Yang, S., Wu, Z., Zheng, J., Ning, B., Ding, F., and Li, G. (2021). Latitudinal variations of daytime periodic ionospheric disturbances from Beidou GEO TEC observations over China. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 126, e2020JA028809. https://doi.org/10.1029/2020JA028809.
- Li, G., Ning, B., Otsuka, Y., Abdu, M., Abadi, P., Liu, Z., Spogli, L., Wan, W. (2021). Challenges to Equatorial Plasma Bubble and Ionospheric Scintillation Short-Term Forecasting and Future Aspects in East and Southeast Asia. Surveys in Geophysics. doi:10.1007/s10712-020-09613-5.
- Sun, W., Zhao, X., Hu, L., Yang, S., Xie, H., Chang, S., Ning, B., Li, J., Liu, L., and Li, G. (2021). Morphological characteristics of thousand-kilometer-scale Es structures over China. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 126, https://doi.org/10.1029/2020JA028712.
- Zhao, X., Xie, H., Hu, L. Sun, W., Hao, X., Ning, B., Takahashi, H., and Li, G. (2021). Climatology of equatorial and low-latitude F region kilometer-scale irregularities over the meridian circle around 120°E/60°W. GPS Solut., 25, 20, https://doi.org/10.1007/s10291-020-01054-2.
- Yang, S., Wu Z., Dubs, M, Sun, W., Hu, L., Xie, H., Zhao, X., Li, Y., Ning, B., Li, G. (2021). MIOS optical subsystem for determining physical and chemical properties of meteors producing plasma irregularities. Advances in Space Research, Volume 68, Issue 3, 1556-1567. https://doi.org/10.1016/j.asr.2021.03.031.
- Sun, W., Hu, L., Yang, Y., Zhao, X., Yang, S., Xie, H., et al. (2021). Occurrences of regional strong Es irregularities and corresponding scintillations characterized using a high-temporal-resolution GNSS network. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 126, e2021JA029460. https://doi.org/10.1029/2021JA029460.
- Zhao, X., Li, G., Xie, H., Hu, L., Sun, W., Yang, S., et al. (2021). The prediction of day-to-day occurrence of low latitude ionospheric strong scintillation using gradient boosting algorithm. Space Weather, 19, e2021SW002884. https://doi.org/10.1029/2021SW002884
- Xie, H., Yang, S., Zhao, X., Hu, L., Sun, W., Wu, Z., Ning, B., Liu, L., and Li, G. (2020). Unexpected high occurrence of daytime F-region backscatter plume structures over low latitude Sanya and their possible origin. Geophysical Research Letters, 47, e2020GL090517. https://doi.org/10.1029/2020GL090517.
- Hu, L., Zhao, X., Sun, W., Wu, Z., Zheng, J., Xie, H., Huang, Z., Ning, B., and Li, G. (2020). Statistical characteristics and correlation of low-latitude F region bottom-type irregularity layers and plasma plumes over Sanya. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 125, e2020JA027855. https://doi.org/10.1029/2020JA027855.
- Sun, W., Wu, B., Wu, Z., Hu, L., Zhao, X., Zheng, J., Xie, H., Yang, S., Ning, B., and Li, G. (2020). IONISE: An ionospheric observational network for irregularity and scintillation in East and Southeast Asia. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 125, e2020JA028055. https://doi.org/10.1029/2020JA028055.
- Sun, W., Ning, B., Hu, L., Yue, X., Zhao, X., Lan, J., et al. (2020). The evolution of complex Es observed by multi instruments over low-latitude China. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 125, e2019JA027656. https://doi.org/10.1029/2019JA027656.
- Xie, H., Li, G., Zhao, X., Ding, F., Yan, C., Yang, G., and Ning, B. (2020). Coupling between E region quasi-periodic echoes and F region medium-scale traveling ionospheric disturbances at low latitudes. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 123. https://doi.org/10.1029/2019JA027720.
- Li, G., Ning, B., Zhao, X., Sun, W., Hu, L., Xie, H., et al. (2019). Low latitude ionospheric TEC oscillations associated with periodic changes in IMF Bz polarity. Geophysical Research Letters, 46, 9379–9387. https://doi.org/10.1029/2019GL084428.
- Xie, H., Li, G., Ning, B. et al. (2019). The possibility of using all-sky meteor radar to observe ionospheric E-region field-aligned irregularities. Sci. China Technol. Sci. 62, 1431–1437. https://doi.org/10.1007/s11431-018-9418-5.
- Xie, H., Li, G., Zhao, X., Hu, L., Wu, B., & Ning, B. (2018). Statistical study on the occurrences of postsunset ionospheric E, valley, and F region irregularities and their correlations over low-latitude Sanya. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 123, 9873– 9880. https://doi.org/10.1029/2018JA025729.
专利：
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在电离层雷达探测、GNSS信标观测和流星光学观测等方面发展了一系列方法，部分如下：
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胡连欢；宁百齐；李国主。低纬高频相干散射雷达天线系统。ZL 2022 1 0078772.1。
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胡连欢；宁百齐；万卫星；熊波；吴宝元；孙文杰。一种全球导航卫星系统GNSS电离层监测装置。ZL 2021 2 0552873.9。
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杨思朋；武志；陈文志。高分辨率流星光谱观测仪。ZL 2021 1 0386731.4。
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杨思朋；陈文志；武志；罗崇杰。一种流星视频采集装置。ZL 2021 2 1590324.7。
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孙文杰；宁百齐；胡连欢；吴宝元；李国主。一种监测系统。ZL 2020 2 3279603.X。
实验室开展数据分析处理服务内容、收费标准及注意事项见用户需知附件。申请人向实验室提出数据分析处理申请，描述期望的数据产品和输出格式。在申请审核通过后，申请人与实验室签订数据分析处理协议，实验室按申请人需求处理形成数据产品。
费用及预约方式
先向数据中心提交申请（发送email到xiehy@mail.iggcas.ac.cn）预约，费用见用户需知附件。
附件：收费标准附件。
实验室数据中心位于北京市朝阳区北土城西路19号，中国科学院地质与地球物理研究所，邮编100029。
中国科学院地质与地球物理研究所D6楼5层东侧，电话：010-82998360。