[发明专利]一种电离层探测方法及系统

权利要求书

1.一种电离层探测方法，其特征在于，包括步骤：

S1、使用USRP发射设定频率的电磁波，并记录发射的电磁波的信息为第一电磁波信息；

S2、使用所述USRP接收经电离层反射的电磁波，获取接收的电磁波的信息为第二电磁波信息；

S3、所述USRP通过千兆网口与计算机通信，所述计算机根据所述第一电磁波信息、所述第二电磁波信息计算设定电磁波发射频率下的电离层高度、电离层电子密度、电离层电子径向速度；

S4、通过所述计算机向所述USRP发送指令，改变所述USRP发射的电磁波频率，再次执行步骤S1-S3，获取不同电磁波发射频率下的所述电离层高度、所述电离层电子密度及所述电离层电子径向速度并绘制电离层分布图。

2.如权利要求1所述的电离层探测方法，其特征在于，步骤S1中：

所述第一电磁波信息包括：发射电磁波的时间t₁、发射的电磁波的频率f₁。

3.如权利要求2所述的电离层探测方法，其特征在于，步骤S2中：

所述第二电磁波信息包括：接收到经电离层反射的电磁波的时间t₂、接收的经电离层反射的电磁波的频率f₂。

4.如权利要求3所述的电离层探测方法，其特征在于，步骤S3中：

根据计算所述电离层高度，其中，R表示电离层高度，C表示电磁波传播速度，t₀表示发射电磁波与接收到反射的电磁波之间的时间间隔，t₀＝t₂-t₁；

根据计算所述电离层电子密度，其中，N_e表示电离层电子密度；

根据计算所述电离层电子径向速度，其中，V_r表示电离层电子径向速度，f_d表示多普勒频移，f_d＝f₁-f₂。

5.如权利要求1所述的电离层探测方法，其特征在于，步骤S4中：

获取不同电磁波发射频率下的所述电离层高度后，将电磁波发射频率和电磁波发射频率对应的所述电离层高度输入MATLAB中，从而绘制电离层分布图。

6.一种电离层探测系统，其特征在于，包括：

发射模块：使用所述USRP发射设定频率的电磁波，并记录发射的电磁波的信息为所述第一电磁波信息；

接收模块：使用所述USRP接收经电离层反射的电磁波，获取接收的电磁波的信息为所述第二电磁波信息；

计算模块：USRP通过千兆网口与计算机通信，计算机根据所述第一电磁波信息、所述第二电磁波信息计算设定电磁波发射频率下的所述电离层高度、所述电离层电子密度、所述电离层电子径向速度；

循环计算与绘图模块：通过所述计算机向所述USRP发送指令，改变所述USRP发射的电磁波频率，再次执行发射模块、接收模块、计算模块的操作，获取不同电磁波发射频率下的所述电离层高度、所述电离层电子密度及所述电离层电子径向速度并绘制电离层分布图。

7.如权利要求6所述的电离层探测系统，其特征在于，发射模块中：

所述第一电磁波信息包括：发射电磁波的时间t₁、发射的电磁波的频率f₁。

8.如权利要求7所述的电离层探测系统，其特征在于，接收模块中：

所述第二电磁波信息包括：接收到经电离层反射的电磁波的时间t₂、接收的经电离层反射的电磁波的频率f₂。