基于数据预处理的电离层剖面反演方法-电子学报.PDFVIP

第３期 电　　子　　学　　报 Ｖｏｌ．４６　Ｎｏ．３ ２０１８年３月 ＡＣＴＡＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＡＳＩＮＩＣＡ Ｍａｒ．　２０１８ 基于数据预处理的电离层剖面反演方法 鲁转侠，柳　文，蔚　娜，娄　鹏 （中国电波传播研究所，山东青岛２６６１０７） 　　摘　要：　对于交叠多项式反演方法中较多或大量数据缺失、以及未结合电离层传播特性的数据插值处理导致的 剖面计算误差大幅增大，甚至错误的问题，在对交叠多项式电离层剖面反演方法理论分析研究的基础上，本文提出基 于数据预处理的电离层剖面反演改进方法．该方法首先基于理论方法构建电离层剖面模型，结合实测虚高数据，完成 缺失数据补偿预处理；然后通过搜索、迭代的方式，基于交叠多项式模型实现Ｅ层、“谷层”和Ｆ层剖面的整个反演．使 用该方法对实测数据进行了电离层剖面反演，结果显示该方法获得的剖面更符合实际物理意义；使用反演结果合成的 虚高数据与实测虚高数据也较好地吻合，进一步验证了反演算法的有效性． 关键词：　垂测电离图；电离层；谷层；临界频率 中图分类号：　ＴＮ０１１　　　文献标识码：　Ａ　　　文章编号：　０３７２２１１２（２０１８）０３０５７５０７ 电子学报ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｊｏｕｒｎａｌ．ｏｒｇ．ｃｎ　 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０３７２２１１２．２０１８．０３．００９ ＩｎｖｅｒｓｉｏｎＭｅｔｈｏｄｏｆＩｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃＰｒｏｆｉｌｅＢａｓｅｄｏｎ ＤａｔａＰｒｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ＬＵＺｈｕａｎｘｉａ，ＬＩＵＷｅｎ，ＷＥＩＮａ，ＬＯＵＰｅｎｇ （ＣｈｉｎａＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＲａｄｉｏＷａｖｅＰｒｏｐａｇａｔｉｏｎ，Ｑｉｎｇｄａｏ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ２６６１０７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ａｎｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃｐｒｏｆｉｌｅｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｅｒｒｏｒｏｒｅｖｅｎｆａｕｌｔｗｉｌｌｂｅｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｍｉｓｓｉｎｇｏｆｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆ ｄａｔａ，ｏｒｔａｋｉｎｇｎｏｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｆｅａｔｕｒｅｉｎｔｏａｃｃｏｕｎｔｉｎｔｈｅｄａｔａｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ，ｉｎｔｈｅｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇｐｏｌｙｎｏｍｉａｌｉｎｖｅｒｓｉｏｎ．Ｉｎｔｈｅ ｐａｐｅｒ，ａｎｉｍｐｒｏｖｅｄｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅｐｒｏｆｉｌｅｉｎｖｅｒｓｉｎｇｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｗｉｔｈｅｍｐｈａｓｉｓｏｎｄａｔａｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ｉｎｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄ，ａｎｉｏｎ ｏｓｐｈｅｒｉｃｍｏｄｅｌｉｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｏｒｙ，ａｎｄｔｈｅｍｉｓｓｉｎｇｄａｔａａｒｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｖｉｒｔｕａｌｈｅｉｇｈｔｓ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅ ｗｈｏｌｅｐｒｏｆｉｌｅｉｎｖｅｒｓｉｏｎｉｓｒｅａｌｉｚｅｄｗｉｔｈｔｈｅｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇｐｏｌｙｎｏｍｉａｌｍｏｄｅｌｔｈｒｏｕｇｈｓｅａｒｃｈｉｎｇａｎｄｉｔｅｒａｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｉｓｔｅｓｔｅｄｗｉｔｈｒｅａｌｄａｔａａｎｄａｍｏｒｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｒｅｓｕｌｔｓｗｉｔｈｐｈｙｓｉｃａｌｍｅａｎｉｎｇｉｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｐｒｏ ｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｉｓｆｕｒｔｈｅｒｖｅｒｉｆｉｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｖｉｒｔｕａｌｈｅｉｇｈｔｓｆｒｏｍｉｎｖｅｒｓｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｔｈａｔｏｆｔｈｅｍｅａｓ ｕｒｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：　ｖｅｒｔｉｃａｌｓｏｕｎｄｉｎｇｉｏｎｏｇｒａｍ；ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｅ；ｖａｌｌｅｙ；ｃｒｉｔｉｃａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙ