[發(fā)明專利]一種用斜返電離圖前沿反演F2層參數(shù)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110755126.X
• 申請日: 2021-07-02
• 公開（公告）號: CN113608270B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李寧
• 申請（專利權(quán)）人: 三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: G01V3/38
• 分類號: G01V3/38;G01V3/12
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專利事務(wù)所(普通合伙) 41104
• 代理人: 王聚才

本發(fā)明提供了一種用斜返電離圖前沿反演F2層參數(shù)的方法，包括以下步驟：從斜返電離圖前沿描跡上，按照頻率由小到大的順序依次取3組測量數(shù)據(jù)，根據(jù)斜測鏈路中點的電離層參數(shù)，設(shè)置一個由所有可能的解所構(gòu)成的集合，在集合中隨機選取一個可能的解，根據(jù)準(zhǔn)拋物模型，計算最小群距離和群距離對仰角的偏微分，通過測量數(shù)據(jù)、計算數(shù)據(jù)與收斂條件的關(guān)系，判定滿足收斂條件的解；本發(fā)明提供的一種用斜返電離圖前沿反演F2層參數(shù)的方法，根據(jù)斜測鏈路中點的電離層參數(shù)，對斜返電離圖前沿進行反演，可得到斜測鏈路中點至斜測接收機之間區(qū)域的F2層參數(shù)，不僅增加了電離層斜測的探測范圍，還增加了斜返電離圖反演結(jié)果的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電離層電子濃度剖面反演領(lǐng)域，尤其涉及一種用斜返電離圖前沿反演F2層參數(shù)的方法。

背景技術(shù)

高頻電波(3MHz～30MHz)傾斜投射到電離層時，經(jīng)電離層反射到達(dá)遠(yuǎn)方地球表面，因地球表面的不平坦和電氣不均勻特性而產(chǎn)生散射作用，使得一部分電波能量沿著原路徑返回而被接收到，這種無線電波傳播過程稱為天波返回散射傳播。

利用天波返回散射傳播機理，在固定方位角的情況下，進行掃頻斜返探測，可得到回波功率、時延與頻率的三維圖形，即斜返電離圖。斜返電離圖上的最小群時延曲線稱為前沿。斜返電離圖前沿對電離層電子濃度分布敏感，在信噪比較好的情況下，幾乎不受地面特性、天線波束等其它條件的影響，可用于電離層的反演研究。

斜測電離圖已被廣泛用于電離層的反演研究，但是斜測電離圖僅能提供斜測鏈路中點的電離層參數(shù)。在斜測與斜返探測共用發(fā)射機且探測方向相同的情況下，本發(fā)明根據(jù)斜測鏈路中點的電離層參數(shù)，對斜返電離圖前沿進行反演，可得到斜測鏈路中點至斜測接收機之間區(qū)域的F2層參數(shù)，不僅增加了電離層斜測的探測范圍，還增加了斜返電離圖反演結(jié)果的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用斜返電離圖前沿反演F2層參數(shù)的方法，其目的在于用斜返電離圖前沿反演斜測鏈路中點至斜測接收機之間區(qū)域F2層參數(shù)。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種用斜返電離圖前沿反演F2層參數(shù)的方法，包括以下步驟：

步驟1：從斜返電離圖前沿描跡上，按照頻率由小到大的順序依次取3組測量數(shù)據(jù)(f_i,P_i)，且相鄰2組數(shù)據(jù)之間的頻率間隔為200kHz，其中f_i為電波頻率，P_i為最小群距離測量值，i＝1,2,3；

步驟2：根據(jù)斜測鏈路中點的電離層參數(shù)，設(shè)置一個由所有可能的解所構(gòu)成的集合S＝{x(f_c,h_m,y_m,β₁,β₂,β₃)}，f_c,h_m,y_m分別為斜測鏈路中點至斜測接收機之間區(qū)域F2層的臨界頻率、峰高和半厚度，β₁,β₂,β₃分別為電波頻率f₁,f₂,f₃所對應(yīng)的電波射線仰角；

步驟3：在集合S中隨機選取一個可能的解x(f_c,h_m,y_m,β₁,β₂,β₃)，根據(jù)準(zhǔn)拋物QP模型，計算最小群距離計算值P_xi和群距離對仰角的偏微分計算值