一种高频天波返回散射电离图反演方法技术

本发明专利技术公开了一种高频天波返回散射电离图反演方法，包括如下步骤：步骤1：分别利用返回散射电离图E层和F层前沿进行反演，得到的二维电子浓度剖面分别记为

An inversion method of high frequency sky wave backscattering ionization map

【技术实现步骤摘要】
一种高频天波返回散射电离图反演方法
本专利技术属于电离层研究及应用领域，特别涉及该领域中的一种高频天波返回散射电离图反演方法。
技术介绍
不少学者已经致力于利用高频天波返回散射电离图进行反演电离层参数的研究，目前高频天波返回散射电离图的反演大致可以归纳为如下几类：(1)基于迭代的拟合算法。首先是Rao(1974)利用返回散射电离图前沿任意三组(p',f)数据反演准抛物模型的三个参数，随后，Rao(1975)提出了一种利用返回散射电离图离散散射源回波描迹反演电离层参数和散射源地面距离的方法。这两种反演算法都假设电离层球形对称，不考虑地磁场的影响，并且都是反演单层准抛物模型参数。DuBroff等(1979)将这种反演算法推广到电离层非球形对称的情况，假设了一个简单的梯度电离层模型，反演包括准抛物模型的3个参数及其梯度共6个参数。Norman(2003)将Rao的三组(p',f)数据增加到多组，通过一种广义逆矩阵反演算法改善了Rao算法的不适定性，并且将这种反演算法推广到多层电离层的情况。(2)引入求解不适定问题的理论与方法以解决返回散射电离图反演的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高频天波返回散射电离图反演方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1：分别利用返回散射电离图E层和F层前沿进行反演，得到的二维电子浓度剖面分别记为N

【技术特征摘要】
1.一种高频天波返回散射电离图反演方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：分别利用返回散射电离图E层和F层前沿进行反演，得到的二维电子浓度剖面分别记为N1(r,x)和N2(r,x)，其中r表示距地心的高度，x表示到发射站的地面距离；
步骤2：对某一地面距离x来说，其上空的垂直电子浓度剖面，E层峰高以下使用E层前沿反演结果N1(r,x)，E层峰高以上使用F层前沿反演结果N2(r,x)；
步骤3：建立连接层来连接E层和F层，连接层与E层在连接点处电子浓度值和梯度值均相等，与F层在连接点处电子浓度值相等；
建立准抛物QP形式的连接层，其表达式如下：



其中Nj(r,x)表示地面距离x上空距地心高度r处的电子浓度，R表示地球半径，对某一地面距离x来说，一旦参数aj(x)、bj(x)和rj(x)确定，其连接层便随之确定；
由(1)式可推导出连接层电子浓度梯度的表达式为：



除了上述三个未知数aj(x)、bj(x)和rj(x)，连接层与E层和F层的连接点也需要确定，假设分别相交于高度r1(x)和r2(x)，QP连接层应该与E层在E层峰高或者靠近E层峰高处连接，并且在连接点电子浓度和电子浓度梯度相等，考虑到E层峰高处电子浓度梯度一般为0，这将会导致求解三个未知数的方程数目减少，因此这里的连接点选取E层峰高之上第一个电子浓度梯度不为零的点，采用一阶后向差分计算数值梯度，连接层与E层的连接点r1(x)满足下列方程式(3)和(4)：



r1(x)＝rmE(x)+n×rs(4)
其中n表示满足方程(3)的最小正整数，rmE(x)表示给定地面距离x上空E层最大电子浓度所在距地心高度，N1(r,x)表示利用E层前沿反演得到的电子浓度剖面的离散形式，rs表示离散形式的高度步进；
由此可以建立以下两个方程，






根据方程(5)和方程(6)，参数aj和bj可表示为：






其中rj(x)是未知的，令rj(x)从R到R+400km按照步进rs依次取值，400km是电子浓度剖面的高度上...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯静，蔚娜，李雪，娄鹏，华彩成，鲁转侠，
申请(专利权)人：中国电波传播研究所中国电子科技集团公司第二十二研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37