[发明专利]基于Es层的电离层F层天波俯仰角估计方法及设备

权利要求书

1.一种基于Es层的电离层F层天波俯仰角估计方法，其特征在于，包括：步骤1：采用单副天线的发射站和接收站进行斜向返回探测实验得到回波图，采用垂测仪探测得到发射站附近或者回波中继点附近Es层的高度，对于一频点，基于回波图中Es层的回波计算出一频点斜返回波俯仰角的最小值和最大值；步骤2：通过判读回波图得到一频点F层回波群路径的最小值和最大值，通过一频点的俯仰角最大值和F层群路径最小值得到一频点F层回波虚高的最大值，通过一频点的俯仰角最小值和F层群路径最大值得到一频点F层回波虚高的最小值，进而得到一频点F层群路径和虚高的关系式；步骤3：对一频点F层的一回波，根据步骤2中F层群路径和虚高的关系式得到一回波的虚高，采用余弦公式得到一回波的俯仰角；步骤4：对其余频点使用相同的方法构建F层群路径和虚高的关系式，实现各个频点F层的回波俯仰角估计。

2.根据权利要求1所述的基于Es层的电离层F层天波俯仰角估计方法，其特征在于，步骤1中的基于回波图中Es层的回波计算出一频点斜返回波俯仰角的最小值和最大值，包括：

其中，θ_imin表示频点fi对应的回波俯仰角最小值，θ_imax表示频点fi回波俯仰角最大值，P_iEsmax表示频点fi的Es层回波群路径最大值，P_iEsmin表示频点fi的Es层回波群路径最小值，R表示地球半径，h_Es表示Es层高度。

3.根据权利要求2所述的基于Es层的电离层F层天波俯仰角估计方法，其特征在于，步骤2中的通过一频点的俯仰角最大值和F层群路径最小值得到一频点F层回波虚高的最大值，通过一频点的俯仰角最小值和F层群路径最大值得到一频点F层回波虚高的最小值，包括：

hv_iFmax＝sin(θ_imax)·P_iFmin/2

hv_iFmin＝sin(θ_imin)·P_iFmax/2

其中，P_iFmin表示频点fi的F层回波群路径的最小值，P_iFmax表示频点fi的F层回波群路径的最大值，hv_iFmin表示频点fi的F层回波虚高的最小值，hv_iFmax表示频点fi的F层回波虚高的最大值。

4.根据权利要求3所述的基于Es层的电离层F层天波俯仰角估计方法，其特征在于，步骤2中的一频点F层群路径和虚高的关系式，包括：

其中，P_ij表示频点fi的F层第j条回波的群路径，hv_ij表示频点fi的F层第j条回波对应的虚高。

5.根据权利要求4所述的基于Es层的电离层F层天波俯仰角估计方法，其特征在于，根据步骤2中F层群路径和虚高的关系式得到一回波的虚高，采用余弦公式得到一回波的俯仰角，包括：

其中，θ_ij表示频点fi的F层第j条回波的俯仰角。

6.一种基于Es层的电离层F层天波俯仰角估计装置，其特征在于，包括：第一主模块，用于实现步骤1：采用单副天线的发射站和接收站进行斜向返回探测实验得到回波图，采用垂测仪探测得到发射站附近或者回波中继点附近Es层的高度，对于一频点，基于回波图中Es层的回波计算出一频点斜返回波俯仰角的最小值和最大值；第二主模块，用于实现步骤2：通过判读回波图得到一频点F层回波群路径的最小值和最大值，通过一频点的俯仰角最大值和F层群路径最小值得到一频点F层回波虚高的最大值，通过一频点的俯仰角最小值和F层群路径最大值得到一频点F层回波虚高的最小值，进而得到一频点F层群路径和虚高的关系式；第三主模块，用于实现步骤3：对一频点F层的一回波，根据步骤2中F层群路径和虚高的关系式得到一回波的虚高，采用余弦公式得到一回波的俯仰角；第四主模块，用于实现步骤4：对其余频点使用相同的方法构建F层群路径和虚高的关系式，实现各个频点F层的回波俯仰角估计。