【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于信号与信息处理领域，具体涉及一种基于非相干散射雷达提取低纬电离层e区风场的方法、系统和装置。
技术介绍
1、电离层是地球上空五、六十公里到一、两千公里高度范围的部分电离等离子体区域，是日地空间环境中与人类活动最为密切的关键层次，对无线电通讯、卫星导航和定位、载人航天等具有重要影响。在所有的电离层探测手段中，非相干散射雷达是迄今为止最为强大的探测手段，其具有探测功能强、参量多（多种场和粒子成分）、精度高、分辨率好、高度范围覆盖大等众多优点。1958年gordon提出可以用大功率的雷达探测到电离层中电子微弱的汤姆森散射信号。bowles (1958)通过非相干散射探测实验测得了散射回波（可参考文献：bowles, k.l,“observation of vertical-incidence scatter from theionosphereat 41 mc/sec,” physical review letters, vol.1, no.12, pp.454–455, dec 1958.），之后很多的研究学者证明非相干散射雷达使用电子热波动的散射信号可以测量电离层的参数，例如电子密度、离子成分、电子温度、离子温度、漂移速度等(可参考文献：dougherty,j. p., and d. t. farley (1960), “a theory of incoherent scattering of radiowaves by aplasma,” proc. royal soc. lond, vol.259, pp.79–
2、随着雷达技术的发展，相控阵天线以其大范围快速扫描，精细扫描，灵活可控以及长时间连续观测等优点进入人们的视野，非相干散射雷达开始使用相控阵天线来代替传统的抛物面天线，21世纪，美国提出了新式的模块化的有源相控阵雷达项目(amisr)，通过电扫描控制雷达波束从而可以在微秒量级内快速切换波束方向，大大改善了传统抛物面雷达机械转动改变波束方向导致产生时间模糊的问题(可参考文献：valentic t., buonocorej., cousins m., heinselman c., jorgensen j.&kelly j. et al, “amisr theadvanced modular incoherent scatter radar, ” ieeeinternational symposium onphased array systems&technology, waltham, ma, usa, pp. 659-663, 2013, doi:10.1109/array.2013.6731908.)。建成后，阵面放置在阿拉斯加fairbanks附近的poker观测研究场地进行试验运行，其他阵面安装在加拿大的resolute湾，其地理位置均位于高纬地区(可参考文献：heinselman, c. j., and m. j. nicolls (2008), abayesianapproach to electric field and e-region neutral wind estimation withthe poker flat advanced modular incoherent scatter radar, radio sci., 43,rs5013,doi:10.1029/2007rs003805; semeter, j., t. w. butler, m. zettergren, c.j. heinselman, and m. j. nicolls (2010), composite imaging of auroral formsandconvective flows during a substorm cycle, j. geophys. res., 115, a08308,doi:10.1029/2009ja014931)。
3、中国科学院地质与地球物理研究所在电离层低纬地区三亚研制和建成了大功率相控阵非相干散射雷达，技术上具有持续观测、全空域覆盖、局部空间快速扫描等新的优势。该非相干散射雷达探测三亚周围两千公里范围的电离层，覆盖我国南海、东南沿海及南方地区，是东亚地区和低磁纬地区的首台先进相控阵体制的非相干散射雷达(可参考文献：yue, x.; wan, w.; xiao, h.; et al. preliminary experimental results by theprototype of sanya incoherent scatter radar. earthplanet. phys. 2020, 4, 579-587, doi: 10.26464/epp2020063；yue, x.; wan, w.; ning, b.; jin, l. an acti本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于非相干散射雷达提取低纬电离层E区风场的方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于非相干散射雷达提取低纬电离层E区风场的方法，其特征在于，计算所述低纬地区的电离层的E区的南北向中性风场，其方法为：
3.根据权利要求2所述的基于非相干散射雷达提取低纬电离层E区风场的方法，其特征在于，根据所述低纬地区的电离层的特性，结合中性成分温度、所述离子温度，计算碰撞频率，其方法为：
4.根据权利要求3所述的基于非相干散射雷达提取低纬电离层E区风场的方法，其特征在于，所述离子回旋频率与碰撞频率的比值为：，其中，e表示电子的电荷量，B是电磁场，是根据探测点的经纬高和探测时间，通过国际地磁参考场IGRF计算得到的真实地磁场，表示离子质量。
5.根据权利要求4所述的基于非相干散射雷达提取低纬电离层E区风场的方法，其特征在于，结合所述离子回旋频率与碰撞频率的比值，获取所述低纬地区的E区的东西向中性风场，其方法为：
6.根据权利要求5所述的基于非相干散射雷达提取低纬电离层E区风场的方法，其特征在于，所述低纬地区的电离层
7.根据权利要求6所述的基于非相干散射雷达提取低纬电离层E区风场的方法，其特征在于，所述低纬地区的电离层的E区121km-150km的东西向中性风场，其获取方法为：
8.一种基于非相干散射雷达提取低纬电离层E区风场的系统，其特征在于，该系统包括：
9.一种存储装置，其中存储有多条程序，其特征在于，所述程序应用由处理器加载并执行以实现权利要求1-7任一项所述的基于非相干散射雷达提取低纬电离层E区风场的方法。
10.一种处理装置，包括处理器、存储装置；处理器，适用于执行各条程序；存储装置，适用于存储多条程序；其特征在于，所述程序适用于由处理器加载并执行以实现权利要求1-7任一项所述的基于非相干散射雷达提取低纬电离层E区风场的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于非相干散射雷达提取低纬电离层e区风场的方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于非相干散射雷达提取低纬电离层e区风场的方法，其特征在于，计算所述低纬地区的电离层的e区的南北向中性风场，其方法为：
3.根据权利要求2所述的基于非相干散射雷达提取低纬电离层e区风场的方法，其特征在于，根据所述低纬地区的电离层的特性，结合中性成分温度、所述离子温度，计算碰撞频率，其方法为：
4.根据权利要求3所述的基于非相干散射雷达提取低纬电离层e区风场的方法，其特征在于，所述离子回旋频率与碰撞频率的比值为：，其中，e表示电子的电荷量，b是电磁场，是根据探测点的经纬高和探测时间，通过国际地磁参考场igrf计算得到的真实地磁场，表示离子质量。
5.根据权利要求4所述的基于非相干散射雷达提取低纬电离层e区风场的方法，其特征在于，结合所述离子回旋频率与碰撞频率的比值，获取所述低纬地区的e区的东西向中性风场，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：张宁，乐新安，宁百齐，丁锋，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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