[发明专利]一种电离层参数的反演方法

说明书

本发明公开了一种电离层参数的反演方法，它包括如下步骤，步骤A：读取电离层斜向探测链路获得的链路两个端点的经纬度、探测时间以及基本最高可用频率和时延等信息；步骤B：反演F2层3000公里传输因子M；步骤C：反演F2层临界频率f。其有益效果在于：本发明可操作性强，数据选取容易，预报结果的准确度更高，可为短波通信选频提供更可靠的数据支撑。

技术领域

本发明属于一种电离层特性计算方法，具体涉及一种电离层参数的反演方法。

背景技术

斜向探测能够获得收发站不同频率电波传播的时延，同时可得到最低可用频率及最高可用频率等参数。在此基础上，利用反演方法可获取探测链路中心点的电离层高度、临界频率、剖面信息。目前，常用的反演方法由Rao方法、改进Rao方法、遗传算法以及Smith等方法。Rao反演方法以准抛物(QP)电离层模型为基础，基于地面距离和群路径方程，利用迭代法求取电离层参数，直到误差满足一定的精度为止，该方法的缺点时稳定性不够好。

考虑Rao方法的不稳定性因素，柳文等人引进解不稳定问题的正则算法，一定程度上克服了Rao算法不稳定性的缺陷，取得了较好的反演结果。但是正则参数的选取非常复杂，需建立在理论和经验相结合的基础上，这给工程应用带来了一定困难。

遗传算法反演同样以准抛物电离层模型为基础，利用遗传算法求解地面距离和斜距离方程，进而确定电离层参数局部最优解，该方法具有更好的抗噪能力，较Rao方法具有较好的稳定性，但计算量相对较大。

Smith方法利用垂直探测和斜向探测频率间的三角关系进行参数反演，利用该方法计算路径中点的F2层临界频率f时要准确定位斜向探测电离图的终点，对斜向探测电离图要求较为严格。

发明内容

本发明的目的提供一种电离层参数的反演方法，该方法基于目前电离层斜向探测基础，利用探测所得到的基本最高可用频率及其时延直接反演路径终点的F2层临界频率f和F2层3000公里传输因子M。

本发明的技术方案如下：一种电离层参数的反演方法，它包括如下步骤，

步骤A：读取电离层斜向探测链路获得的链路两个端点的经纬度、探测时间以及基本最高可用频率和时延等信息；

步骤B：反演F2层3000公里传输因子M；

步骤C：反演F2层临界频率f。

所述的步骤B包括如下步骤，

步骤B1：若能够准确获取时延则利用下式计算

其中，τ为基本MUF对应的时延，a₀为地球半径，单位为公里，d为传播距离，单位为公里，c为光速，单位为km/s；

步骤B2：若不能准确获取时延，则利用GJB 1925-1994所述方法计算得到F2层3000公里传输因子月中值进行替代。

所述的步骤C包括如下步骤，

步骤C1：计算转换因子D

步骤C2：计算磁旋频率f_H

f_H＝2.8F

其中，

其中，θ为经度，R为高度因子，取0.955，和为场模型数学系数,F：地磁矢量，F_x：地磁矢量x轴上分量，F_y：地磁矢量y轴上分量，F_z：地磁矢量z轴上分量，n、m为场模型阶数，和可由下式求得：