一种多源数据电离层区域现报方法技术

本发明专利技术公开了一种多源数据电离层区域现报方法包括如下步骤：（1）电离层区域三维网格划分：（2）电离层垂测、斜测和返回散射探测电离图反演：(3)GNSS‑TEC数据选取；（4）电离层背景场构建；（5）误差协方差矩阵建立；（6）数据同化建模。本发明专利技术提供的基于多源数据的电离层区域现报方法，能够对电离层垂测、斜测、返回散射探测和GNSS观测等不同类型的电离层观测设备在不同观测位置得到的数据进行同化，使观测数据得到最佳拟合，参数间满足物理规律的制约，获得较高的电离层区域现报精度。

A method of ionospheric region report based on multi-source data

【技术实现步骤摘要】
一种多源数据电离层区域现报方法
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多源数据电离层区域现报方法。
技术介绍
最近十年来，电离层观测日益增多，并且随着计算机互联网技术的快速发展，电离层探测数据的获取和共享变得异常便捷。这些数据包括电离层垂直探测、斜向探测、返回散射探测、GNSS观测等。这些观测有以下特点：探测仪器、观测参数的多样性；观测点分布的稀疏性和高度不均匀性；观测参数和理论模型要求的经常不匹配性。如何最大限度地综合利用这些来之不易的有限观测数据，进行有效的电离层探测和建模研究是急需解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题就是提供一种基于多源数据的电离层区域现报方法。本专利技术采用如下技术方案：一种多源数据电离层区域现报方法，其改进之处在于，包括如下步骤：(1)电离层区域三维网格划分：对所选区域按照经度、纬度和高度进行三维网格划分，其中经度步进2°，纬度步进2°，高度步进20km；(2)电离层垂测、斜测和返回散射探测电离图反演：(21本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多源数据电离层区域现报方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)电离层区域三维网格划分：/n对所选区域按照经度、纬度和高度进行三维网格划分，其中经度步进2°，纬度步进2°，高度步进20km；/n(2)电离层垂测、斜测和返回散射探测电离图反演：/n(21)利用基于移位切比雪夫多项式的垂测电离图反演算法对区域内电离层垂直探测电离图进行反演，获得垂测站上空一维电子浓度剖面，作为观测数据；/n(22)利用基于Backus-Gilbert技术的斜测电离图反演算法对区域内电离层斜向探测电离图进行反演，获得斜测链路中点附近上空一维电子浓度剖面，作为观测数据；/n(23)利用基于Tikhonov正则化...

【技术特征摘要】
1.一种多源数据电离层区域现报方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)电离层区域三维网格划分：
对所选区域按照经度、纬度和高度进行三维网格划分，其中经度步进2°，纬度步进2°，高度步进20km；
(2)电离层垂测、斜测和返回散射探测电离图反演：
(21)利用基于移位切比雪夫多项式的垂测电离图反演算法对区域内电离层垂直探测电离图进行反演，获得垂测站上空一维电子浓度剖面，作为观测数据；
(22)利用基于Backus-Gilbert技术的斜测电离图反演算法对区域内电离层斜向探测电离图进行反演，获得斜测链路中点附近上空一维电子浓度剖面，作为观测数据；
(23)利用基于Tikhonov正则化方法的返回散射电离图反演算法对区域内电离层返回散射探测电离图进行反演，获得返回散射探测方位上二维电子浓度高度×距离剖面，作为观测数据；
(3)GNSS-TEC数据选取：
选择区域内GNSS接收机观测射线仰角大于等于5°对应的TEC数据作为观测数据，其中电离层薄层模型高度设为450km；
(4)电离层背景场构建：
(41)根据IRI模型，得到R12＝0和R12＝100，12个月一天24小时的foF2值模型图，其中IRI为国际参考电离层，R12是IRI模型的一个输入参数，表示太阳黑子数13个月滑动平均值，foF2为F2层临界频率；
(42)根据R12与foF2之间的线性关系，获得所重构区域任一点，例如月中值，与R12之间的关系；
(43)给定垂测站位置某一天某时刻的foF2，根据上面得到的该站R12与foF2之间的系数，获得等效太阳黑子数；
(44)判断各个垂测站得到的等效太阳黑子数是否相同；
(45)如相同则将等效太阳黑子数代入IRI模型计算区域重构结果；
(46)如不同则利用kriging技术获得区域内任一点的等效太阳黑子数，再利用foF2与R12的关系获得区域内任一点foF2值，完成重构；
(...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯静，齐东玉，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