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公开(公告)号：CN112649899B
公开(公告)日：2023-01-24
申请号：CN202011304313.8
申请日：2020-11-19
摘要： 本发明公开了一种全球电离层数据同化和预报方法，包括获取全球分布的地基GNSS接收机、LEO卫星掩星、垂测仪、卫星信标接收机和小型光度计探测数据等步骤。本发明基于数据最优化估计理论，提供了一种全球电离层数据同化和预报方法，该方法采用限带卡尔曼滤波（Band‑Limited Kalman Filter）和高斯—马尔科夫过程（Gauss‑Markov Process），结合稀疏矩阵存储和快速处理算法，有效降低了全球电离层数据同化大规模矩阵运算对计算机内存的需求，同时大大减少数据同化过程所需的运行时间，可实现全球地基和天基多源探测数据的实时同化和短期预报。对于实现业务化的全球电离层环境参量现报和预报，提升无线电信息系统电离层环境信息保障能力具有重要意义。
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公开(公告)号：CN114384564A
公开(公告)日：2022-04-22
申请号：CN202111678437.7
申请日：2021-12-31
摘要： 本发明公开了一种基于多源数据驱动的电离层层析成像方法，包括如下步骤：步骤A，测高仪与掩星观测数据下载与预处理；步骤B，电离层F2层峰值电子密度NmF2驱动更新；步骤C，电离层F2层峰值高度hmF2驱动更新；步骤D，背景电离层模型电子密度驱动更新；步骤E，GNSS与卫星信标观测数据处理；步骤F，电离层电子密度层析成像。本发明所公开的方法，利用电离层测高仪和掩星垂直观测分辨率较高的特点，利用数据驱动的方法实现背景电离层模型的有效更新，在此基础上利用地基GNSS、卫星信标观测的TEC进行电离层层析成像，可以有效提升三维电离层电子密度的重构精度。
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公开(公告)号：CN114065531A
公开(公告)日：2022-02-18
申请号：CN202111380985.1
申请日：2021-11-20
摘要： 本发明公开了一种实测数据驱动的电离层法拉第旋转效应估计方法，包括如下步骤：步骤A，输入无线电信号的发射点位置和接收点位置，计算信号的传播路径：步骤B，利用全球电离层TEC地图分布，插值得到信号传播路径上的垂直总电子含量TEC：步骤C，利用信号传播路径上的实测TEC数据驱动电离层模型，计算传播路径上的电子密度：步骤D，利用国际参考地磁场模型IGRF，计算传播路径上的地磁场强度：步骤E，利用复合辛普森数值积分法，计算电离层法拉第旋转角。本发明所公开的估计方法，有效提升了电离层三维电子密度的精度，可用于修正电离层法拉第旋转效应对电波信号的影响，从而为远程预警雷达、星载SAR、射电望远镜等应用提供电波环境保障支撑。
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公开(公告)号：CN111273335B
公开(公告)日：2021-09-17
申请号：CN201911330615.X
申请日：2019-12-20
摘要： 本发明公开了一种基于垂测数据约束的电离层层析成像方法，包括如下步骤：步骤A，基于垂测数据的背景电离层模型F2层特征参量重构：步骤B，地基GNSS电离层倾斜总电子含量计算：步骤C，电离层层析成像反演矩阵构建：本发明所公开基于垂测数据约束的电离层层析成像方法，采用全球无线电电离层观测站发布的电离层垂测数据和国际全球卫星导航系统组织（International GNSS Service，IGS）发布的地基GNSS观测数据作为电离层层析成像的数据来源，利用垂测数据对电离层层析成像背景模型进行更新，结合地基GNSS的倾斜总电子含量数据，利用改进的乘法代数迭代算法对背景电离层模型进行修正，实现区域乃至全球的电离层层析成像，从而获取电离层总电子含量及电子密度的时空变化特征。
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公开(公告)号：CN112649899A
公开(公告)日：2021-04-13
申请号：CN202011304313.8
申请日：2020-11-19
摘要： 本发明公开了一种全球电离层数据同化和预报方法，包括获取全球分布的地基GNSS接收机、LEO卫星掩星、垂测仪、卫星信标接收机和小型光度计探测数据等步骤。本发明基于数据最优化估计理论，提供了一种全球电离层数据同化和预报方法，该方法采用限带卡尔曼滤波（Band‑Limited Kalman Filter）和高斯—马尔科夫过程（Gauss‑Markov Process），结合稀疏矩阵存储和快速处理算法，有效降低了全球电离层数据同化大规模矩阵运算对计算机内存的需求，同时大大减少数据同化过程所需的运行时间，可实现全球地基和天基多源探测数据的实时同化和短期预报。对于实现业务化的全球电离层环境参量现报和预报，提升无线电信息系统电离层环境信息保障能力具有重要意义。
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公开(公告)号：CN111273335A
公开(公告)日：2020-06-12
申请号：CN201911330615.X
申请日：2019-12-20
摘要： 本发明公开了一种基于垂测数据约束的电离层层析成像方法，包括如下步骤：步骤A，基于垂测数据的背景电离层模型F2层特征参量重构：步骤B，地基GNSS电离层倾斜总电子含量计算：步骤C，电离层层析成像反演矩阵构建：本发明所公开基于垂测数据约束的电离层层析成像方法，采用全球无线电电离层观测站发布的电离层垂测数据和国际全球卫星导航系统组织（International GNSS Service，IGS）发布的地基GNSS观测数据作为电离层层析成像的数据来源，利用垂测数据对电离层层析成像背景模型进行更新，结合地基GNSS的倾斜总电子含量数据，利用改进的乘法代数迭代算法对背景电离层模型进行修正，实现区域乃至全球的电离层层析成像，从而获取电离层总电子含量及电子密度的时空变化特征。
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公开(公告)号：CN115015974B
公开(公告)日：2024-05-10
申请号：CN202111678422.0
申请日：2021-12-31
摘要： 本发明公开了一种基于GNSS掩星与三频信标的电离层探测性能仿真评估方法，包括如下步骤：步骤A，GNSS掩星电离层探测数据仿真；步骤B，GNSS掩星电离层反演；步骤C，三频信标电离层探测数据仿真；步骤D，三频信标电离层层析成像；步骤E，电离层探测性能评估。本发明所公开基于GNSS掩星与三频信标的电离层探测性能仿真评估方法，结合真实的卫星星历、GNSS掩星和三频信标接收机的参数，利用数值仿真方法对两种载荷的电离层测量过程进行模拟，并在此基础上对两种载荷的电离层测量结果进行交叉对比，从而评估仪器指标及反演结果是否满足卫星工程要求。
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公开(公告)号：CN114548474A
公开(公告)日：2022-05-27
申请号：CN202111339122.X
申请日：2021-11-12
摘要： 本发明公开了一种我国低纬地区电离层闪烁中长期预报方法，包括如下步骤：步骤1，给定日期（月份）和位置，读取同时间的太阳活动指数F10.7；步骤2，分别计算我国低纬地区电离层闪烁出现率随地方时、季节、地磁纬度和太阳活动周的变化：步骤3，计算我国低纬地区电离层闪烁的出现率：步骤4，计算当天闪烁出现率的最大值，并与门限值比较，给出电离层闪烁是否出现的预报。我国南方低纬地区位于磁赤道异常北驼峰附近，电离层闪烁出现频繁且影响较为严重，本发明方法主要是基于长期的GPS电离层闪烁观测数据，实现给定日期和太阳活动水平下，我国低纬地区电离层闪烁是否出现的中长期预报。
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公开(公告)号：CN114384556A
公开(公告)日：2022-04-22
申请号：CN202111678413.1
申请日：2021-12-31
摘要： 本发明公开了一种区域高分辨率电离层TEC地图重构方法，包括如下步骤：步骤A，地基GNSS观测数据下载与预处理：步骤B，地基GNSS倾斜TEC解算：步骤C，区域多台站GNSS垂直TEC投影：步骤D，区域高分辨率电离层TEC地图重构。本发明所公开的方法，利用区域较为密集的地基GNSS监测数据，基于离散余弦变换—惩罚最小二乘回归（DCT—PLS）算法，可以实现区域非常高的时间和空间分辨率TEC地图重构。
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公开(公告)号：CN112526617A
公开(公告)日：2021-03-19
申请号：CN202011304315.7
申请日：2020-11-19
摘要： 本发明公开了一种基于多源卫星信号的电离层层析成像系统观测数据模拟方法，包括如下步骤：1，获取低轨道LEO信标卫星和GNSS卫星的星历：2，解算LEO信标卫星和GNSS卫星的轨道坐标；3，获取接收机可见卫星的过境时间和坐标信息：4，根据可视的卫星和接收机几何路径，构建电离层层析成像的投影矩阵：5，层析区域三维背景电离层电子密度信息生成：6，模拟并生成电离层层析成像系统观测的总电子含量数据。本发明提出了一种基于多源卫星信号的电离层层析成像系统观测数据模拟方法，该方法能够利用经典的电离层模型模拟电离层层析成像系统中接收机接收低轨道LEO卫星和GNSS卫星信号得到的电离层观测数据，从而为电离层层析成像系统的最优化设计提供有效的支撑。
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