[发明专利]基于浮标式双程斜返探测的电离层倾斜修正系统及方法

权利要求书

1.基于浮标式双程斜返探测的电离层倾斜修正系统的修正方法，其特征是，该系统包括短波发射站和位于照射区域内的浮标；

短波发射站，用于向电离层预设区域辐射短波，接收浮标返回的坐标信息并根据自身的坐标以所接收的浮标坐标之间的相对位置关系对电离层的倾斜角度进行修正，其中，电离层预设区域为能将短波辐射至待探测目标所在区域的电离层区域；

浮标上设有应答机，应答机用于在接收到短波发射站发射的短波后，将浮标自身的地理坐标调制到短波中并发射至短波发射站，并将测量的短波的多普勒频移误差和/或短波时延信息调制到接收的短波中，然后将调制后的短波发射至短波发射站；修正方法包括以下步骤：

步骤1、短波发射站向电离层预设区域辐射短波，已将短波经电离层反射后照射到浮标上；

步骤1.1、首先，远海区域内间隔设有浮标，浮标可以间隔200km或者400km阵列设置；

步骤1.2、然后，确定出需要进行探测的远海区域，并计算出对该区域进行探测时对应的用于反射短波的电离层区域；

步骤1.3、通过位于陆地上的短波发射站对步骤1.2所述电离层区域进行探测，得到电离层区域的初步结构参数，并根据该初步结构参数向该区域的电离层辐射短波；

步骤2、应答机接收到短波发射站发射的短波后，将浮标自身的地理坐标调制到短波中并发射至短波发射站；

步骤2.1、浮标在接收到短波发射站的信号后，利用自身携带的GPS接收机或者北斗系统的接收机测算自身的地理坐标，并将接收电离层所反射短波的仰角调制到短波中；

步骤2.2、将调制后的短波沿着浮标接收短波的方向发射出去，使电离层将调制后的短波反射至短波发射站，其中，浮标工作频率为3～30MHz；

步骤3、短波发射站根据自身的坐标以所接收的浮标坐标之间的相对位置关系对电离层的倾斜角度进行修正；

步骤3.1、当电离层在短波波矢量切线方向发生倾斜时，电离层会将短波主站发射的短波反射至偏离短波主站发射短波所在的竖直面；

步骤3.1.1、利用公式θ_T＝α_R-α_T，计算第一跳时电离层的方位角误差，并根据计算所得方位角误差对短波发射测量的电离层倾斜角度进行修正；公式中θ_T为电离层在短波波矢量切线方向的倾斜角度，α_R为浮标接收的短波发射站发射的短波的方位角，α_T为短波发射站发射短波的方位角；

步骤3.1.2、当短波传播过程中出现两次电离层反射时，利用公式计算下一跳时对应的电离层的方位角误差，并根据计算所得方位角误差对短波发射测量的下一跳时的电离层倾斜角度进行修正；公式中δα₁为下一跳时对应的电离层的方位角误差，h为电离层反射虚高，θ_T为第一跳时电离层的方位角误差D为发射线对应的地面距离；

步骤3.2、当电离层在短波波矢量法线方向上发生倾斜时，利用公式对电离层的倾斜角度进行修正；公式中θ_L为电离层在短波波矢量法线方向上的倾斜角度，Δ_R为浮标的接收仰角，Δ_T为发射仰角；

步骤3.3、在电离层薄层假设条件下，电离层发生径向倾斜时的地面距离误差利用公式计算电离层发生径向倾斜时的地面距离误差，公式中D为存在短波波矢量法线方向上发生倾斜时地面距离，D_c为不存在短波波矢量法线方向上发生倾斜时地面距离，D_c-D为电离层发生径向倾斜时的地面距离误差，θ_L为电离层在短波波矢量法线方向上的倾斜角度，Δ_R为接收仰角。

2.如权利要求1所述的基于浮标式双程斜返探测的电离层倾斜修正系统的修正方法，其特征是，浮标包括浮体，浮体上方设置有馈源以及至少两个振子的天线；每个振子呈倒V型设置，各振子的顶端与馈源电磁耦合连接；馈源设置于天线的顶部，馈源与应答机电连接。