[發明專利]一種電離層總電子含量長期變化分析方法

有效

• 申請號: 202010047318.0
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111369034B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 劉楊;賓學恒
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;鄧治平

1.一種電離層總電子含量長期變化分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟A、考慮太陽活動、地磁活動與中性大氣成分的影響，建立電離層總電子含量隨時間變化的模型；其中，電離層總電子含量TEC隨時間t的變化模型描述為如下形式：

其中，γ_i,i＝1,2,…,12和f_j,j＝1,2,3,4是相關系數，Ap表示地磁指數，F10.7表示太陽活動指數，AE表示極區電激流擾動，α_O/N是中性大氣的氧氮比，TEC₀為背景電離層總電子含量，其不隨時間變化；d為天數，當為非閏年時，其值為從1到365，當為閏年時，其值為從1到366；

步驟B、利用全球觀測系統獲得的電離層總電子含量長期觀測結果建立方程組，求解模型中的待定系數，進而求解模型；

步驟C、利用全球觀測系統的長期觀測結果，計算其與模型輸出值的相關性，以此作為模型精度的評價標準，即相關性越高，模型精度越高，越接近實際情況；其中，電離層總電子含量的實際觀測量與模型計算值的相關性計算方法為：

其中是觀測值的平均值，是根據步驟A所述模型的計算值，R表示相關系數，y是觀測值，i＝1,…,n為觀測值個數；

步驟D、分別利用不同類型的長期觀測結果進行模型相關性計算，分析太陽活動、地磁活動和中性大氣成分對模型精度影響的權重；不同類型的全球電離層總電子含量實際觀測值的來源包括全球地基GNSS觀測網絡、國際電離層服務提供的電離層總電子含量全球分布圖產品以及由星基觀測電離層電子密度廓線所求得的電離層總電子含量；

步驟E、分別針對全球不同區域進行模型相關性計算，分析各個區域電離層總電子含量隨時間變化的差異性；

步驟F、綜合分析結果，根據不同影響因素對模型的權重和不同區域的差異性特征對模型進行優化。

2.根據權利要求1所述的一種電離層總電子含量長期變化分析方法，其特征在于：所述步驟B中，模型中的待定系數采用最小二乘法進行求解。

3.根據權利要求1所述的一種電離層總電子含量長期變化分析方法，其特征在于：所述步驟D中，太陽活動、地磁活動和中性大氣成分對電離層總電子含量長期變化的影響權重由其對應的相關性大小來體現。

4.根據權利要求1所述的一種電離層總電子含量長期變化分析方法，其特征在于：所述步驟E中，全球不同區域的選擇依據為按照緯度選擇低緯度、中緯度和高緯度區域；按照經度選擇北美、歐洲和非洲以及亞洲和澳大利亞區域；按照半球主要分析南半球和北半球的差異性。