[发明专利]基于高频地波雷达的中纬度TIDs参数估计方法、存储介质及装置

说明书

基于高频地波雷达的中纬度TIDs参数估计方法、存储介质及装置，属于高频地波雷达和电离层遥感领域。本发明是为了解决目前的高频地波雷达不能实现TIDs探测的问题。本发明首先根据高频地波雷达电离层回波时间‑多普勒谱中的TIDs特征形态，通过参数拟合，估计TIDs的传播轨迹；然后根据TIDs在TD谱中的Doppler频移估计TIDs传播径向速度v_T，根据高频地波雷达电离层回波时间‑多普勒谱中TIDs出现时间的周期性估计TIDs在电离层中传播周期T_T；最后根据TIDs传播周期T_T对TIDs引发的电离层反射高度移动速度v_v进行估计。主要用于中纬度的TIDs参数估计。

技术领域

本发明属于高频地波雷达和电离层遥感领域，涉及一种中纬度地区行进式电离层扰动进行探测估计的方法。

背景技术

高频地波雷达是一种利用高频段(3～30MHz)垂直极化电磁波沿海面绕射传播的物理机制而实现海态遥感与超视距目标探测的新体制雷达。高频地波雷达采用垂直极化发射信号，尽可能压低发射波束仰角，理想情况下电磁波应完全沿海面传播，然而由于复杂的地面特性、天线设计等实际工程因素，一部分电磁波向上空辐射到电离层，经反射、折射后沿多种传播路径返回雷达接收机，形成“电离层杂波”。电离层杂波不仅与雷达参数有关，还与电离层本身独有的分布特性有关。我国高频地波雷达几乎都部署在东南沿海，其上空的电离层处于电离层赤道异常北驼峰两侧(北纬5°～35°)，属于地理纬度与地磁纬度差别最大的中低纬度区域，其独特复杂的电离层结构分布和物理特性，使得高频地波雷达电离层杂波特性具有鲜明的地域特征。

利用高频地波雷达电离层杂波信号对覆盖区域内的电离层TIDs(TravelingIonospheric Disturbances，即行进式电离层扰动)参数进行估计，可为电离层环境实时感知、电离层分布特征研究、补充完善我国电离层观测网、高频天波超视距雷达及短波通信的最优工作选频、高频地波雷达电离层杂波抑制技术、近地空间与电离层之间的耦合联动机制等科学研究方向提供重要的数据参考，具有一定的理论意义和工程价值。

发明内容

本发明是为了解决目前的高频地波雷达不能实现TIDs探测的问题。

基于高频地波雷达的中纬度TIDs参数估计方法，包括以下步骤：

S1、根据高频地波雷达电离层回波时间-多普勒谱中的TIDs特征形态，通过参数拟合，估计TIDs的传播轨迹；

S2、根据TIDs在TD谱中的Doppler频移估计TIDs传播径向速度v_T；

S3、根据高频地波雷达电离层回波时间-多普勒谱中TIDs出现时间的周期性估计TIDs在电离层中传播周期T_T；

S4、根据TIDs传播周期T_T对TIDs引发的电离层反射高度移动速度v_v进行估计。

进一步地，所述S1的具体过程包括以下步骤：

针对高频地波雷达回波信号，获得某一段时间内的TD谱，其中TIDs的传播轨迹呈现准正弦波形，即“S”型分布形态TIDs在TD谱中对应的分布点集合可记为{f_n,T_n}；其中，n＝1,2,…,N，f_n、T_n分别为对应的频率和时间；

使用参数拟合方法确定TIDs的传播轨迹。

进一步地，所述获得某一段时间内的TD谱的过程中，对高频地波雷达回波信号进行FFT获得某一段时间内的TD谱。

进一步地，所述S2所述的TIDs传播径向速度如下：

TIDs在HFSWR径向方向的传播速度