辐射源信号波形已知的超视距目标直接定位方法

现有直接定位（Direct Position Determination,DPD）算法主要研究对象是视距目标.针对传统无线电定位技术对超视距目标定位精度低的问题,提出一种辐射源信号波形已知的超视距直接定位（Over-the-Horizon Direct Position Determination,ODPD）方法.该方法基于电离层电子密度参数,依据最大似然（Maximum Likelihood,ML）准则,从信号数据域直接推导出仅关于目标位置的代价函数.其次,本文推导了关于电离层虚高测量误差的定位误差协方差矩阵.实验表明ODPD方法在低信噪比下相比现有算法,能显著提高超视距目标的定位精度,定位性能更接近克拉美罗界（Cramér-Rao Low Bound,CRLB）.误差分析显示,电离层虚高误差标准差在20km时,引起的定位误差能控制在10km的范围内.     

短波时差定位中电离层参数对定位影响仿真

在短波波段,由于电离层反射传播,电波传播路径与实际地面距离存在较大差异,传统时差定位方法不再适用.文章提出一种基于电离层射线追踪技术的时差定位技术,在此基础上,仿真分析了电离层参数对定位精度的影响.结果表明:在准确获取电离层信息情况下,本方法可准确定位目标;电离层测量误差对定位精度影响较大;站点增加可提高定位精度,降低对电离层参数获取精度要求.仿真结果为短波时差定位系统研制以及电离层参数获取精度要求提供了理论依据.     

计算电离层VLF波传输特性的时域有限差分算法

在星载甚低频( VLF)通信技术中,研究甚低频信号在电离层中的传输特性具有重要意义。现有的利用时域有限差分( FDTD)算法研究电离层传输特性大多基于高频脉冲信号,且传播模型相对粗略,计算存在一定误差。为此,建立了更为精确的电离层各向异性传播模型,对常规的FDTD算法引入变步长因子,并用该算法对VLF波在电离层中的场强衰减进行了数值计算,研究了昼夜变化及频率对其传输特性的影响。仿真结果与卫星实测数据对比表明：与常规的FDTD算法以及全波分析方法相比,引入变步长因子的FDTD算法精度更高;在VLF频段,降低频率有利于电磁波穿透电离层,且白天的衰减明显大于夜间;VLF波在射入电离层并穿透D层时衰减严重(30~40 dB),约为F1层中衰减的3倍。     

A Physical Numerical Ionospheric Model and Its Simulation Results

This paper describes the construction of a one-dimensional time-dependent theoretical ionospheric model, which is based on numerical solution of continuity and momentum equations for O⁺, O₂⁺, N₂⁺, and NO⁺. The model is designed to have an option to incorporate the observational ionospheric characteristic parameters into the numerical model to indirectly determine the upper boundary condition when solving the transport equations of O⁺. A preliminary simulation result of the model when used to simulate the ionosphere during April 18 ～ May 10, 1998, which includes both quiet and disturbed periods, showed that the model constructed is able to reproduce the observational results reasonably well both for quiet and disturbed periods.     

基于正交编码的高频地波雷达信号的设计

为了避免电离层杂波折叠现象,高频地波雷达信号需要具有较大的不模糊距离,若采用简单的增大脉冲周期的方法就会使得占空比下降,而高频雷达恰恰需要高占空比信号以保证探测距离。针对这一问题,利用遗传算法来设计双脉冲正交编码,使得两个脉冲的互相关峰值低于各自的自相关峰值旁瓣,将不模糊距离推远到两个脉冲周期。为了进一步降低自相关函数旁瓣,采用反相滤波算法进行旁瓣抑制,仿真实验证明:该算法优于窗函数加权法、最小二乘法和递归最小二乘算法等失配滤波算法,且多普勒容限性高。     

大气层对卫星导航信号的时延影响及修正

详细论述了电离层、对流层对卫星导航信号传播时延的影响,讨论了修正大气层时延影响的相对定位、延迟模型改正方法,详细分析了双频观测量电离层时延误差修正方法。     

基于深度学习的电离层参数预测研究

对于电离层参数预测,通过长短期记忆(LSTM)的预测神经网络建模实现电离层参数的短期和日均值预测.使用逐点预测和序列预测2种方法,并采用多维预测和经验模态分解(EMD)算法优化,预测电离层参数的每小时和每天的变化规律.实验结果验证了所提优化算法在提高预测电离层参数预测精度上的可行性.     

暴时行星际穿透电场与电离层效应的卫星观测

联合利用Geotail卫星、ROCSAT-1卫星和DMSP卫星等观测数据,分析了2000年7月15-16日超强磁暴期间行星际穿透电场的特征及低纬电离层响应。研究得到以下主要结果:1)磁暴主相期间,位于近地太阳风中的Geotail卫星观测到行星际电场晨昏分量迅速增强达60 mV/m,与此同时,ROCSAT-1卫星在低纬电离层中几乎即时地观测到垂直于磁场的离子向上漂移速度达300 m/s以上,表征行星际电场穿透至低纬电离层。分析表明:在正午和黄昏扇区穿透电场为东向,引起低纬电离层离子向上漂移,穿透效率约为13-19%;而在午夜前扇区,穿透电场极性相反,使离子向下漂移,穿透效率高达30%;行星际电场穿透持续时间达3小时以上。2)磁暴期间,低纬电离层发生剧烈变化。GPS/TEC观测显示美洲扇区黄昏附近的中纬度电离层发生SED现象、同时DMSP卫星观测到纬度范围大大扩展的电子密度深度耗空的赤道区等离子体槽、ROCSAT-1卫星观测到暴时离子密度变化呈现较复杂的图像。     

短波天波通信链路计算模型研究

为建立远程舰艇短波通信可靠通信链路,简化短波通信工程中天线和通信台站设计过程,研究设计了一个完整的短波通信链路计算模型。该模型包含天线辐射特性计算模型、短波通信电路计算模型、短波天线数据库和通信链路地理参数数据库四大部分。在此基础上,使用该模型进行了实例分析,确定了在一定条件下的工作频率、反射模式,预估场强强度,为短波天波通信工程设计提供依据。     

基于HF返回散射和斜向探测的PD变换新方法

提出了基于实测返回散射电离图和斜向探测电离图及三维射线追踪技术综合处理的群路径P到地面距离D变换（简称PD变换）的坐标配准系数（kr）修正方法,采用“归一化”的思想,计算射线追踪技术合成的斜测电离图和实测斜测电离图的归一化频率对应的群路径差值,利用该差值,修正不同距离的合成的群路径,特别是能够对远区没有信标参考地区的坐标配准系数进行修正。仿真分析了临界频率和反射高度估计存在误差时“归一化”方法修正的有效性,从而验证了该方法能够有效地克服电离层参数估计不准对坐标配准系数的影响。