【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电离层环境预报领域，特别涉及该领域中的一种基于时间累积指数的电离层fof2建模方法。
技术介绍
1、电离层是空间环境探测与研究中极为重要的区域，在空间工程、空间应用及空间环境的利用与开发中一直受到特别关注。电离层中存在足够的由于太阳辐射而离化的电离气体成分，以至于它能影响绝大部分波段的无线电波的传播特性，是影响空间信息链路畅通的重要环节。因此，对电离层状态的精确现报预报意义重大。
2、电离层经验模型，基于大量的观测数据、通过统计分析、利用一定的函数形式，能够定量描述电离层参量随各种外界因素，包括太阳活动、地磁活动、季节、地方时等的变化特征。模型的建模参量可以是常规参量，如电子、离子密度，漂移速度，或者温度，也可以是这些常规参量的函数，如电离层电子密度总积分含量tec，是电离层电子密度的高度积分；电离层f2层峰值密度nmf2，是电离层f2层最大电子密度；峰值高度hmf2，是电离层f2层最大电子密度对应的高度。其中，电离层电子密度模型最多，也是研究的最充分的参量。经验模型采用的函数可以是给定形式的，如球谐函数、chapman函数、多项式、样条函数、经验基函数等，也可以是黑匣子式的，如神经网络方法。
3、经验模型的计算精度与所采用观测数据的样本数和质量，输入参数与输出参量的相关性，以及建模方法有很大关系。电离层f区的主要离化源是太阳euv辐射，现有模型普遍采用太阳黑子数r、10.7cm射电通量f107来考察电离层fof2/nmf2对太阳活动的依赖关系，然而实际上在较短时间尺度上两者与euv辐射的相
技术实现思路
1、本专利技术针对现有电离层fof2模型输入参数太阳活动指数与太阳活动相关性不理想以及月中值模型无法体现fof2逐日变化的问题，提供一种基于时间累积指数的电离层fof2建模方法。
2、本专利技术采用如下技术方案：
3、一种基于时间累积指数的电离层fof2建模方法，其改进之处在于，包括如下步骤：
4、步骤1，原始数据获取：
5、下载电离层垂直探测参数fof2历史数据和太阳10.7cm辐射通量f107历史数据；
6、步骤2，时间累积窗口选择：
7、根据电离层fof2与太阳活动指数f107相关性及先验知识选择时间累积窗口长度；
8、步骤3，太阳时间累积指数计算：
9、根据电离层fof2以及太阳活动指数f107，计算太阳时间累积指数f107(τ)；
10、步骤4，电离层fof2与太阳时间累积指数二阶回归：
11、将筛选出的电离层fof2每日小时值与太阳时间累积指数建立二阶回归关系，保存系数；
12、步骤5，周日变化傅里叶级数展开：
13、对电离层fof2周日变化进行傅里叶级数展开，保存系数。
14、进一步的，步骤2中的时间累积窗口为27天。
15、进一步的，步骤3中，根据以下公式计算太阳时间累积指数f107(τ)：
16、
17、上式中，τ为时间滞后因子，0.9≤τ<1；n为时间窗口，n＝27；n为距离当日天数；f107-n为前n天f107，f1070为当天f107；
18、计算不同τ值的f107(τ)与电离层fof2的相关系数，相关系数最大时对应的τ0为时间滞后因子；
19、根据时间窗口n以及时间滞后因子τ0，计算太阳时间累积指数f107(τ)：
20、
21、进一步的，步骤4中，利用二阶回归模型来表示fof2与f107(τ)的非线性关系，如下式：
22、fof2(h,m)＝a0(h,m)+a1(h,m)×f107(τ)+a2(h,m)×f107(τ)2 (3)
23、上式中，h和m分别为小时和月份，a0、a1、a2为对应时刻和月份的回归系数。
24、进一步的，步骤5中，给定日期和当天f107(τ)，根据月份和时刻，从步骤4结果中抽取系数a0、a1、a2，并利用式(3)计算电离层fof2；
25、对计算所得的电离层fof2进行傅里叶级数拟合：
26、
27、上式中，nf为傅里叶阶数，取6，就是选取了6个傅里叶分量和一个日变化常量来描述电离层fof2的日变化，6个傅里叶分量分别为24、12、8、6、4.8和4小时；t为周期24小时，t为时间0-23；
28、拟合得到系数a0，a1-a6，b1-b6后，利用(4)式计算当天任意时刻的电离层fof2。
29、本专利技术的有益效果是：
30、本专利技术所公开的建模方法，充分考虑太阳辐射时间累积效应对电离层的持续影响，并且将电离层参数每日小时值作为模型建立数据源，能够有效提升电离层fof2模型计算精度。
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1.一种基于时间累积指数的电离层foF2建模方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述基于时间累积指数的电离层foF2建模方法，其特征在于：步骤2中的时间累积窗口为27天。
3.根据权利要求2所述基于时间累积指数的电离层foF2建模方法，其特征在于：步骤3中，根据以下公式计算太阳时间累积指数F107(τ)：
4.根据权利要求3所述基于时间累积指数的电离层foF2建模方法，其特征在于：步骤4中，利用二阶回归模型来表示foF2与F107(τ)的非线性关系，如下式：
5.根据权利要求4所述基于时间累积指数的电离层foF2建模方法，其特征在于：步骤5中，给定日期和当天F107(τ)，根据月份和时刻，从步骤4结果中抽取系数a0、a1、a2，并利用式(3)计算电离层foF2；
【技术特征摘要】
1.一种基于时间累积指数的电离层fof2建模方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述基于时间累积指数的电离层fof2建模方法，其特征在于：步骤2中的时间累积窗口为27天。
3.根据权利要求2所述基于时间累积指数的电离层fof2建模方法，其特征在于：步骤3中，根据以下公式计算太阳时间累积指数f107(τ)：
4.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡艳莉，徐彤，孙树计，邓忠新，朱梦言，刘文龙，孙凤娟，班盼盼，陈春，胡冉冉，
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：
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