一种基于相位统计的电离层测高仪O波与X波分离方法技术

本发明专利技术公开了一种基于相位统计的电离层测高仪O波与X波分离方法，属于电离层探测技术领域。本发明专利技术首先对双通道信号取模后进行非相干相加得到频率‑虚高‑能量图，对双通道信号进行相比后求相位角得到频谱‑虚高‑相位差图；然后利用恒虚警方法对频率‑虚高‑能量图进行检测，提取垂测电离层信号，根据检测结果位置对应关系得到垂测电离层信号相位差；再利用滑窗法汇总各频率垂测电离层信号相位差，接着利用高斯平滑计算各频点要补偿的相位差；最后将要补偿的相位差代入计算公式中实现O波与X波分离。本发明专利技术基于实际接收的回波信号，实时统计不同频率的相位差，动态调整分离变量，适用于多种模式的电离层信，分离效果好，鲁棒性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电离层探测，具体地说，尤其涉及一种基于相位统计的电离层测高仪o波与x波分离方法。

技术介绍

1、电离层测高仪是用高频无线电波从地面对电离层进行常规观测的设备，它垂直向上发射频率随时间变化的无线电脉冲，在同一地点接收这些脉冲的电离层反射信号，测量出电波往返的传递时延，从而获得反射高度与频率的关系曲线，这种曲线称为频高图或垂测电离图。根据电磁波在等离子体中的传播理论，电磁波通过电离层传播时，由于地球磁场的作用，电波会分裂为两个圆偏振波分量，一个为o波(寻常波)，一个为x波(非常波)，因此接收的垂测电离图会同时包含了o波和x波两种信号。o波和x波分离是垂直电离图反演的前提，其分离效果直接决定模式判别及电离层参数度量的准确度，对电离层研究具有重要意义。

2、由于环境噪声，干扰以及电离层自身时变色散特性等因素，导致垂测电离图o波x波分离工作异常复杂。目前电离层测高仪o波与x波分离方法主要有三类，基于探测原理利用双通道相位法进行分离、基于图像处理技术进行分离以及基于深度学习的方法进行分离。上述三种方法均未针对电离层的时变色散特性动态调整分离策本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于相位统计的电离层测高仪O波与X波分离方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的电离层测高仪O波与X波分离方法，其特征在于，所述S1中，双通道电离层测高仪得到的信号表示为：

3.如权利要求1所述的电离层测高仪O波与X波分离方法，其特征在于，所述S2中，双通道非相关相加，得到表达式如下：

4.如权利要求1所述的电离层测高仪O波与X波分离方法，其特征在于，所述S3中，对双通道信号进行相除后求相位得到频率-虚高-相位差图：

5.如权利要求1所述的电离层测高仪O波与X波分离方法，其特征在于，利用恒虚警方法对非相干相加后的信号...

【技术特征摘要】

1.一种基于相位统计的电离层测高仪o波与x波分离方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的电离层测高仪o波与x波分离方法，其特征在于，所述s1中，双通道电离层测高仪得到的信号表示为：

3.如权利要求1所述的电离层测高仪o波与x波分离方法，其特征在于，所述s2中，双通道非相关相加，得到表达式如下：

4.如权利要求1所述的电离层测高仪o波与x波分离方法，其特征在于，所述s3中，对双通道信号进行相除后求相位得到频率-虚高-相位差图：

5.如权利要求1所述的电离层测高仪o波与x波分离方法，其特征在于，利用恒虚警方法对非相干相加后的信号进行检测提取，即可得到恒虚警检测后的频率-虚高-能量图。

6.如权利要求1所述的电离层测高仪o波与x波分离方法，其特征在于，所述s5中，将恒虚警检测后的频率-虚高-能量图与频率-虚高-相位差图的位置关系进行一一对应，若频率-虚高-能量图中有信号，则保留频率-虚高-相位差图中的相位值，反之则令去除频率-虚高-相位差图中的相位值，经过处理即得到垂测电离层信号相位差。

7.如权利要求1所述的电离层测高仪o波与x波分离方法，其特征在于，所述s6中，根据相邻频率的垂测电离层信号幅度和相位变化较小的特性，采用滑窗的方法汇总各频率垂测电离层信号相位差值，即每个频点所汇总的相位差值为本频点以及左右相邻几个频点的相位差值，频率的个数由滑窗的大小决定；某频率提取的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张成峰，马纯永，赵朝方，陈戈，唐军武，马广浩，张兴龙，
申请(专利权)人：崂山国家实验室，
类型：发明
国别省市：