一种K指数现报方法技术

本发明专利技术提供一种K指数现报方法，只需要对求K指数日前N日的地磁场H分量进行处理就可以获得求K指数日的规则日变化曲线SR，不用在频谱和统计学上对地磁场H分量进行预处理，大大简化了数据的处理过程；本发明专利技术提供的现报方法相比Takahashi法精度较高，与FMI‑H法相比能够实现对K指数的现报。

【技术实现步骤摘要】
一种K指数现报方法
本专利技术属于地球科学的空间物理
，尤其涉及一种K指数现报方法。
技术介绍
K指数称为“三小时磁情指数”，它由Bartels等在1939年正式提出，用来描述太阳风粒子和磁层相互耦合所引起的地面磁场的非规则扰动的强度。K指数的现报是指，求当前时刻的K指数，用到的地磁场H分量，是小于等于当前时刻的地磁场H分量。把一天按世界时间划分成8个连续的3小时时间段，对每个3小时时间段，由3小时扰幅和扰幅——K对应关系确定K指数，从0到9共分10级。其中3小时扰幅由3小时时间段内地磁3分量(一般用两个水平分量)中扰幅(由观测数据减去非K变化后数据的最大值与最小值的差值，其中非K变化与K变化相对，K变化被定义为一个3小时时间段内由太阳风与磁层耦合而引起的地磁场的非规则扰动)最大的一个来确定。K指数应用较为广泛，在地球空间研究、地震预报研究中有着较为重要的作用。目前，官方K指数的发布会延迟，这使它无法满足空间环境业务服务的实时性要求。当前求取K指数精度最高的方法是基于芬兰气象研究所研制的FMI方法的FMI-H方法。相比FMI法，FMI-H法只需要使用水平分量H，计算简单但精度较高。但是FMI-H法无法应用于K指数的现报，因为这种方法需要使用目标时间段前、后各一段时间的地磁场实测值，因此无法用于K指数的现报。由于FMI方法的这一缺陷，当前K指数现报最常用的方法是Takahashi法。Takahashi经过分析评估，采取了一种时序叠加的SR(规则日变化，即非K变化)计算方法：利用当日之前10天的地磁场H分量，对全天0，1，…，23共24个小时，求之前10天内各小时的中值，再对得到的全天24个点进行傅里叶变换，滤去5次以上谐波，插值回分钟精度就得到当日SR。确定当日SR后就可以确定出扰幅，进而确定出K指数。但是，Takahashi法精度与FMI-H法有较大差距。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种K指数现报方法，能够实现K指数实现现报，且精度较高。一种K指数现报方法，包括以下步骤：S1：获取求K指数日的前N日的规则日变化曲线SR，具体为：将所述前N日中每一日平均划分为8个时段；分别获取每一日各时段的地磁场H分量的每3小时平均值，其中，所述每3小时平均值的计算方法为：将每3小时以及每3小时的前后一段时间的地磁场H分量的平均值，作为该时段对应的每3小时平均值；分别对各日的8个时段对应的每3小时平均值进行谐波拟合，获取各日的规则日变化曲线SR；S2：将步骤S1获取的N条规则日变化曲线SR的平均值，作为求K指数日的规则日变化曲线SR*；S3：将求K指数日的地磁场H分量观测曲线与规则日变化曲线SR*的差值曲线，作为求K指数日的K变化曲线；S4：根据所述K变化曲线，获取求K指数日的K指数。进一步地，所述获取求K指数日的前N日的规则日变化曲线SR前，确定求取规则日变化曲线SR所需的天数N，具体为：按照步骤S1的方法，分别获取不同天数对应的规则日变化曲线SR#；分别获取各规则日变化曲线SR#对应的备选求K指数日的磁扰幅度；分别获取备选求K指数日的各个磁扰幅度对数与K指数之间相关系数，其中，所述K指数为备选求K指数日的K指数；剔除不满足预设条件的相关系数，其中，所述预设条件为：相关系数大于设定经验值，且此时大于设定经验值的相关系数对应的天数小于设定经验天数；将满足预设条件的相关系数的最大值对应的天数，作为求取规则日变化曲线SR所需的天数N。进一步地，当计算凌晨3～6点和黄昏18～21点的每3小时平均值时，将每3小时以及每3小时的前60分钟与后n分钟的地磁场H分量的平均值，作为该时段对应的每3小时平均值；当计算夜间21～2点的每3小时平均值时，将每3小时以及每3小时的前90分钟与后n分钟的地磁场H分量的平均值，作为该时段对应的每3小时平均值；当计算其余时间的每3小时平均值时，将每3小时以及每3小时的后n分钟的地磁场H分量的平均值，作为该时段对应的每3小时平均值；其中，n＝K3.3，K根据每3小时时段中，地磁场H分量与地磁场H分量的平均值的差值最大值与差值最小值确定，具体的，所述差值最大值与差值最小值之间的差值，与所述K的取值满足预设的一一对应关系。进一步地，步骤S4中所述根据所述K变化曲线，获取求K指数日的K指数具体为：将所述K变化曲线平均划分为8个时段，获取每个时段的K变化的最大值和最小值，并根据各时段最大值和最小值的差值与预设的K指数/H变幅对应表的对应关系，获取每个时段的K指数。有益效果：1、本专利技术提供一种K指数现报方法，只需要对求K指数日前N日的地磁场H分量进行处理就可以获得求K指数日的规则日变化曲线SR，不用在频谱和统计学上对地磁场H分量进行预处理，大大简化了数据的处理过程；本专利技术提供的现报方法相比Takahashi法精度较高，与FMI-H法相比能够实现对K指数的现报。2、本专利技术提供一种K指数现报方法，通过获取备选求K指数日的各个磁扰幅度对数与K指数之间相关系数，求取规则日变化SR所需的最优天数；选择最优天数N天下的地磁场H分量进行处理，既可以消除磁暴、亚磁暴等因素干扰，也可以避免天数选取过大，计算将占用过多时间且无法体现出规则日变化曲线SR的季节性变化的问题。附图说明图1为本专利技术提供的一种K指数现报方法流程图；图2为本专利技术提供的天数与相关系数的关系示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例一参见图1，该图为本申请提供的一种K指数现报方法流程图。一种K指数现报方法，包括以下步骤：S1：获取求K指数日的前N日的规则日变化曲线SR，具体为：将所述前N日中每一日平均划分为8个时段；分别获取每一日各时段的地磁场H分量的每3小时平均值，其中，所述每3小时平均值的计算方法为：将每3小时以及每3小时的前后一段时间的地磁场H分量的平均值，作为该时段对应的每3小时平均值；分别对各日的8个时段对应的每3小时平均值进行谐波拟合，获取各日的规则日变化曲线SR；S2：将步骤S1获取的N条规则日变化曲线SR的平均值，作为求K指数日的规则日变化曲线SR*；S3：将求K指数日的地磁场H分量观测曲线与规则日变化曲线SR*的差值曲线，作为求K指数日的K变化曲线；S4：根据所述K变化曲线，获取求K指数日的K指数。进一步地，获取求K指数日的前N日的规则日变化曲线SR前，确定求取规则日变化曲线SR所需的天数N，具体为：按照步骤S1的方法，分别获取不同天数对应的规则日变化曲线SR#；分别获取各规则日变化曲线SR#对应的备选求K指数日的磁扰幅度；分别获取备选求K指数日的各个磁扰幅度对数与K指数之间相关系数，其中，所述K指数为备选求K指数日的K指数；剔除不满足预设条件的相关系数，其中，所述预设条件为：相关系数大于设定经验值，且此时大于设定经验值的相关系数对应的天数小于设定经验天数；将满足预设条件的相关系数的最大值对应的天数，作为求取规则日变化曲线SR所需的天数N。进一步地，当计算凌晨3～6点和黄昏18～21点的每3小时平均值时，将每3小时以及每3小时的前60分钟与后n分钟的地磁场H分量的平均值，作为该时段对应的每3小时平均值；当计算夜间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种K指数现报方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取求K指数日的前N日的规则日变化曲线SR，具体为：将所述前N日中每一日平均划分为8个时段；分别获取每一日各时段的地磁场H分量的每3小时平均值，其中，所述每3小时平均值的计算方法为：将每3小时以及每3小时的前后一段时间的地磁场H分量的平均值，作为该时段对应的每3小时平均值；分别对各日的8个时段对应的每3小时平均值进行谐波拟合，获取各日的规则日变化曲线SR；S2：将步骤S1获取的N条规则日变化曲线SR的平均值，作为求K指数日的规则日变化曲线SR*；S3：将求K指数日的地磁场H分量观测曲线与规则日变化曲线SR*的差值曲线，作为求K指数日的K变化曲线；S4：根据所述K变化曲线，获取求K指数日的K指数。

【技术特征摘要】
1.一种K指数现报方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取求K指数日的前N日的规则日变化曲线SR，具体为：将所述前N日中每一日平均划分为8个时段；分别获取每一日各时段的地磁场H分量的每3小时平均值，其中，所述每3小时平均值的计算方法为：将每3小时以及每3小时的前后一段时间的地磁场H分量的平均值，作为该时段对应的每3小时平均值；分别对各日的8个时段对应的每3小时平均值进行谐波拟合，获取各日的规则日变化曲线SR；S2：将步骤S1获取的N条规则日变化曲线SR的平均值，作为求K指数日的规则日变化曲线SR*；S3：将求K指数日的地磁场H分量观测曲线与规则日变化曲线SR*的差值曲线，作为求K指数日的K变化曲线；S4：根据所述K变化曲线，获取求K指数日的K指数。2.如权利要求1所述的一种K指数现报方法，其特征在于，所述获取求K指数日的前N日的规则日变化曲线SR前，确定求取规则日变化曲线SR所需的天数N，具体为：按照步骤S1的方法，分别获取不同天数对应的规则日变化曲线SR#；分别获取各规则日变化曲线SR#对应的备选求K指数日的磁扰幅度；分别获取备选求K指数日的各个磁扰幅度对数与K指数之间相关系数，其中，所述K指数为备选求K指数日的K指数；剔除不满足预设条件的相关系数，其中，所述预设条件为：相关系数大...

【专利技术属性】
技术研发人员：付梦印，康嘉鹏，刘彤，王美玲，王凯，陈钊苇，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11