[发明专利]基于双频改正法估计电离层总电子含量的方法

摘要

本发明提出了一种基于双频改正法估计电离层总电子含量的方法，主要解决了现有方法估计电离层总电子含量精度低、多次迭代估计、运算量大的问题。其实现过程是：首先对雷达接收到的数据进行滤波，滤出带宽相同的下边带信号和上边带信号；再分别对上边带信号和下边带信号进行零内插处理；然后分别对零内插后的上边带信号和下边带信号进行脉冲压缩，上边带信号和下边带信号的载频不同，经过电离层后上边带信号与下边带信号的脉压时延不同，根据两个脉压的时延差估计电离层总电子含量。本发明具有估计电离层总电子含量精度高、迭代估计次数少和运算量小的优点，可用于天基雷达系统、卫星通信等以减少电离层的影响。

主权项

一种基于双频改正法估计电离层总电子含量的方法，包括如下步骤：(A)对雷达接收到的带宽为B1的数据x(n)进行滤波，滤出带宽都为B的下边带信号x1(n)和上边带信号x2(n)，其中x1(n)和x2(n)的脉冲宽度均为tp，采样频率均为fs，长度均为N，载频频率分别为f1和f2；(B)对滤出的两个边带信号x1(n)和x2(n)分别进行系数为L的零内插，得到内插后的信号分别为s1(n)和s2(n)，其中s1(n)、s2(n)的载频频率分别为f1和f2，采样频率均为fLS＝L·fs；(C)将内插后的信号s1(n)、s2(n)分别进行脉冲压缩，得到脉压结果y1(n)和y2(n)，其中y1(n)、y2(n)载频频率分别为f1和f2；(D)计算脉压y1(n)与y2(n)的时延差Δτ： Δτ = 2 b c ( 2 π ) 2 · ( 1 f 1 2 - 1 f 2 2 ) · N t - - - ( 1 ) 式中，b＝1.591×103m3/s2，c为真空中的光速，f1为脉压y1(n)的载频频率，f2为脉压y2(n)的载频频率，Nt为理论电离层总电子含量；(E)利用y1(n)与y2(n)的时延差Δτ，根据公式(2)估计电离层总电子含量； N t _ estimate = 2 π 2 b · f 1 2 f 2 2 f 2 2 - f 1 2 · c · Δτ - - - ( 2 ) 式中，Nt_estimate是估计的电离层总电子含量，b＝1.591×103m3/s2，f1为脉压y1(n)的载频频率，f2为脉压y2(n)的载频频率，c为真空中的光速；(F)根据时延差Δτ与1/fLS的大小，判断双频改正法估计电离层总电子含量是否结束；如果时延差Δτ＜＝1/fLS，整个估计电离层总电子含量的流程结束；如果时延差 Δτ＞1/fLS，重复步骤(A)～(D)，再次迭代估计电离层总电子含量，直到满足时延差Δτ＜＝1/fLS。