[发明专利]一种用斜测电离图反演F2层参数的方法

权利要求书

1.一种用斜测电离图反演F2层参数的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：利用等效路径定理和正割定理将斜测电离图寻常波描迹转化为垂测电离图，以垂测电离图的最大频率为初步确定的F2层临界频率f_v；

步骤2：从斜测电离图寻常波描迹上获取3组测量数据(f_i，P_i)，其中高角波数据1组，低角波数据2组，f_i为电波频率，P_i为群距离测量值，i＝1，2，3；

步骤3：利用电波射线几何关系，计算每组测量数据所对应的仰角β_i；

步骤4：设置一个由所有可能的解所构成的集合S＝{x(f_c，h_m，y_m)}，其中，f_c为F2层临界频率，h_m为F2层峰高，y_m为F2层半厚度；

步骤5：在集合S中随机选取一个可能的解x(f_c，h_m，y_m)，根据准抛物模型计算群距离计算值P_xi和大圆距离计算值D_xi；

步骤6：如果群距离计算值P_xi和大圆距离计算值D_xi满足收敛条件d_i≤2，即(P_xi，D_xi)与(P_i，D)之间的欧式距离不超过系统群距离分辨率的2倍，则判定此x(f_c，h_m，y_m)为方程组的解；如果不满足，重复步骤5至步骤6，直到得出满足收敛条件的解x(f_c，h_m，y_m)；

其中，

δ为系统群距离分辨率，D为发射站与接收站之间大圆距离的真实值。

2.根据权利要求1所述的一种用斜测电离图反演F2层参数的方法，其特征在于：步骤3中，所述的利用电波射线几何关系，计算每组测量数据所对应的仰角β_i的方法为：

r₀sin(0.5D/r₀)-0.5P_icos(β_i+0.5D/r₀)＝0；

其中，r₀为地球半径。

3.根据权利要求2所述的一种用斜测电离图反演F2层参数的方法，其特征在于：步骤4中，

所述的F2层临界频率f_c的取值范围为[f_v-3，f_v+3]，单位：MHz；

所述的F2层峰高h_m的取值范围为[150,550]，单位：km：

所述的F2层半厚度y_m的取值范围为[30，180]，单位：km。

4.根据权利要求3所述的一种用斜测电离图反演F2层参数的方法，其特征在于：步骤5中，

所述的在集合S中随机选取一个可能的解，根据准抛物模型计算群距离计算值P_xi和大圆距离计算值D_xi的方法为：

其中，

r_m＝h_m+r₀；

r_b＝r_m-y_m；

F＝f_i/f_c；

γ＝arccos[(r₀/r_b)cosβ_i]；

U＝B²-4AC；

其中，r_m为最大电子浓度对应的径向距离；

r_b为电离层底部对应的径向距离；

γ为电波射线在电离层底部的入射角。