[发明专利]由HY-2卫星反演电离层垂直电离层总电子含量的方法

说明书

本发明涉及由HY‑2卫星反演电离层垂直电离层总电子含量的方法，包括1）计算电离层距离改正值并剔除默认值与非负值；2）对提取的电离层距离改正值进行粗差探测；3）对粗差探测后数据进行平滑处理；4）依据平滑结果计算数值点对应的观测时间和经、纬度；5）计算电离层垂直电离层总电子含量值。有益效果为：1）、能够探测海洋区域上空电离层VTEC的分布状况，弥补海洋区域GNSS地面观测站的分布并不均匀。2）、将反演的VTEC在纬度方向按1度间隔分成若干纬度带，有利于数据的对比分析。3）、本方法原理简单，利于编写程序，操作性强，便于实际操作。

技术领域

本发明涉及卫星应用研究领域，尤其涉及一种由HY-2卫星反演电离层垂直电离层总电子含量的方法。

背景技术

电离层是人类生存的近地空间环境的一部分，它能够保护地球上的生物免受太阳紫外辐射和宇宙高能粒子的直接作用，对穿过其中的无线电波会产生反射、散射、吸收和折射等效应，与人类活动息息相关。

利用现代科技手段进行电离层探测，认识和掌握电离层结构、时空分布特征及活动规律，对于保障无线电通信、广播电视、超视距雷达等系统的可靠性，提高导航、定位、测速和授时等系统的精度，保障航天活动安全、开发利用空间及维护人类的生存环境提供依据等诸多方面，都有着极其重要的价值；在军事上、经济上也同样具有重大意义。

海洋卫星是专用于观测海洋中各种现象和过程的一种地球观测卫星，它可以为海洋环境监测、资源开发和科学研究提供全球海洋动态信息，利用海洋卫星进行电离层探测能有效弥补海洋区域GNSS观测站缺乏的问题。相比欧美等国家，我国海洋卫星工程起步较晚。2011年8月16日，我国发射第一颗海洋动力环境卫星海洋二号(HY-2)，其上搭载有雷达高度计等多种探测设备，可以用于电离层探测。

发明内容

本发明目的在于克服以上现有技术之不足，提供一种由HY-2卫星反演电离层垂直电离层总电子含量的方法，具体有以下技术方案实现：

所述HY-2卫星反演电离层垂直电离层总电子含量的方法，包括

1)计算电离层距离改正值并剔除默认值与非负值；

2)对提取的电离层距离改正值进行粗差探测；

3)对粗差探测后数据进行平滑处理；

4)依据平滑结果计算数值点对应的观测时间和经、纬度；

5)根据公式(1)计算电离层垂直电离层总电子含量值。

式中，VTEC表示垂直电离层总电子含量，单位：TECU；dR表示不同频率波段电离层距离改正，单位：mm；f表示电磁波频率，单位：GHZ。

所述由HY-2卫星反演电离层垂直电离层总电子含量的方法的进一步设计在于，所述步骤1)中，提取Ku波段距离改正值，再进行剔除默认值与非负值操作。

所述由HY-2卫星反演电离层垂直电离层总电子含量的方法的进一步设计在于，所述步骤3)中所述平滑处理采用时间间隔准则。

所述由HY-2卫星反演电离层垂直电离层总电子含量的方法的进一步设计在于，所述平滑处理中，根据时间间隔进行平滑。

所述由HY-2卫星反演电离层垂直电离层总电子含量的方法的进一步设计在于，所述时间间隔根据纬度带间隔设置，平滑时间间隔与纬度带间隔的关系为：t＝ΔB*20，公式中，t表示平滑时间间隔，单位：秒；ΔB表示纬度带间隔，单位：度。

所述由HY-2卫星反演电离层垂直电离层总电子含量的方法的进一步设计在于，所述步骤4)中，所述观测时间、经度以及纬度通过取中值或求平均值的方法求得。

本发明的优点如下：