一种适用于单站电离层TEC实时异常监测方法技术

一种适用于单站电离层TEC实时异常监测方法，首先获取欧洲定轨中心CODE提供的全球地图绘制文件，利用球谐函数展开和倾斜因子，获取观测单站所在位置的电离层垂直TEC；设置窗口长度、子序列长度、主成分个数以及误差阈值参数，选取太阳活动和地磁活动平静期的TEC历史时间序列，磁暴等异常空间前兆为待监测序列，利用Lanczos和QR进行奇异值分解，根据异常监测正确率和误检率，调整参数确定最优解；利用优化参数，开展实时TEC序列数据流监测。本发明专利技术能够提升电离层TEC异常识别的准确性和实时性，为星地无线电波传播的工程系统提供高质量的服务，有利于构建科学合理的空间环境异常监测，丰富了大地震震前中短期预报技术。丰富了大地震震前中短期预报技术。丰富了大地震震前中短期预报技术。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于单站电离层TEC实时异常监测方法


[0001]本专利技术涉及一种电离层TEC异常监测方法，具体是一种适用于单站电离层TEC实时异常监测方法，属于电离层空间环境预报


技术介绍

[0002]距离地球表面60
‑
1000km的电离层由于含有大量的离子和自由电子，在太阳射线、宇宙射线和其他沉降离子的综合作用下，会对穿越其中的无线电波发生反射或折射，在其空间信息传输链路上产生附加时延，降低遥感遥测、导航定位以及超视距雷达等各类空间应用系统的服务性能。电离层附加时延通常可以归结为卫星
‑
接收机视线方向上的电子浓度总含量TEC。因此，消除电离层附加时延，为星地无线电波传播的工程技术提供高质量服务，实时确定电子浓度总含量TEC一直是空间环境领域的重要问题。
[0003]早期，利用无线电信标的地面观测技术，如法拉第旋转和微分多普勒频移能够获取电子浓度总含量TEC的时间和空间变化，全球定位系统GNSS陆续投入使用，利用GNSS双频观测数据测量电子浓度总含量TEC得到了快速发展，成为提取电子浓度总含量T本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于单站电离层TEC实时异常监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
①
获取观测单站TEC时间序列，首先，建立电离层垂直TEC球谐函数时空模型，由欧洲定轨中心CODE提供的全球地图绘制GIM文件，读取TEC球谐模型展开系数，给定观测单站的地理纬度和经度，获取一维TEC时间序列；
②
根据表征太阳活动指数F107和地磁活动指数Dst的大小，选取太阳活动和地磁活动较为平静时段的TEC时间序列，并定义为TEC历史时间序列，利用长度为w的滑动窗口抽取TEC历史时间序列s(t)：s(t)＝(s
i
,s
i+1
,...s
i+w
‑1)
T
，其中，s
i
,s
i+1
,...s
i+w
‑1分别为时刻i，i+1,i+w
‑
1的TEC观测值，T表示矩阵的转置；在参考时间τ，TEC历史时间序列的轨迹矩阵定义为S
q
：式中：k为轨迹矩阵子序列个数，等号最右端矩阵为(s
τ
‑
k
‑
w+1
,...s
τ
‑
w
)的展开式；在时间t，待监测异常TEC时间序列为S
a
：式中：等号最右端矩阵为(s
t
‑
k
‑
w+1
,...s
t
‑
w
)的展开式；
③
将TEC历史时间序列的轨迹矩阵S
q
以及待监测异常TEC时间序列的轨迹矩阵S
a
转化为对称矩阵，利用Lanczos
‑
QR结合的方法进行奇异值分解，获取特征值和正交向量：S＝UWV
T
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)U＝(u1,u2,
…
,u
k
)是左奇异正交向量，V＝(v1,v2,
…
,v
k
)
T
是右奇异正交向量，W是对角阵特征值λ
l
，λ2，
…
λ
k
；
④
选取历史时间序列S
q
的前m个特征向量U
1m
：U
1m
＝(u1,u2,
…

【专利技术属性】
技术研发人员：黄智，张娜娜，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：