GNSS掩星电离层廓线文件质量分析的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种GNSS掩星电离层廓线文件质量分析的方法及系统，其方法包括：读取掩星电离层廓线文件，并提取高度在140km以上的掩星电离层廓线数据；对所述掩星电离层廓线数据进行质量检核参数解算；对进行质量检核参数解算后的掩星电离层廓线数据进行质量分析得出分析结果；基于分析结果将合格廓线输出到合格廓线文件夹中。本发明专利技术可以保证计算精度的同时提高运算速度；能对任意廓线文件进行精度评定。定。定。

【技术实现步骤摘要】
GNSS掩星电离层廓线文件质量分析的方法及系统


[0001]本专利技术涉及卫星
，尤其涉及一种GNSS掩星电离层廓线文件质量分析的方法及系统。

技术介绍

[0002]电离层是地球大气三维重要组成部分，具有复杂的时空分布变化规律；全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)掩星技术能够获得电离层垂直剖面信息，有效弥补地基GNSS等观测手段不足。气象电离层和气候星座观测系统(Constellation Observing System for Meteorology Ionosphere and Climate，COSMIC)自2019年发射了接续星座COSMIC
‑
2的首批卫星，目前已积累了较长时序的观测数据。COSMIC全面运行后，其每天可以产生多达12000个高质量的电离层和大气层的廓线，在使用COSMIC产品之前，需要对COSMIC进行质量分析和处理。
[0003]目前采用洋葱分层反演算法进行COSMIC掩星数据处理，但受太阳活动、地球磁场变化、电离层不规则体的存在等影响，反演得到的电子密度廓线可能出现F2层没有明显的峰值、电子密度出现负值、电子廓线出现剧烈扰动、多峰值等异常情况，这种反演得到的电子密度廓线不完全适用新的数据，导致数据类型受到限制；对于稍大规模数据，解算效率低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种GNSS掩星电离层廓线文件质量分析的方法及系统，其可以保证计算精度的同时提高运算速度；能对任意廓线文件进行精度评定。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种GNSS掩星电离层廓线文件质量分析的方法，所述方法包括：
[0006]读取掩星电离层廓线文件，并提取高度在140km以上的掩星电离层廓线数据；
[0007]对所述掩星电离层廓线数据进行质量检核参数解算；
[0008]对进行质量检核参数解算后的掩星电离层廓线数据进行质量分析得出分析结果；
[0009]基于分析结果将合格廓线输出到合格廓线文件夹中。
[0010]所述读取掩星电离层廓线文件，并提取高度在140km以上的掩星电离层廓线数据包括：
[0011]解析掩星电离层廓线文件中的平均海平面高度和电子密度值；
[0012]提取平均海平面高度在140km以上的和电子密度值。
[0013]所述对所述掩星电离层廓线数据进行质量检核参数解算包括：
[0014]对电子密度峰值高度、平均偏差、噪声水平因子和顶度电子密度进行解算处理。
[0015]对电子密度峰值高度进行解算处理包括：
[0016]采用求最大值函数进行电子密度峰值高度的解算处理。
[0017]所述平均偏差MD定义如下：
[0018][0019]其中：N为一条廓线中电子密度采样的总数，n
e
(i)为第i个采样点电子密度的反演值，由反演值经9点滑动平均滤波法得到的背景值。
[0020]噪声水平因子Delta定义如下：
[0021][0022]其中：k为高度300km以上的电子密度样本总数，n
e
(i)是300km以上第i个采样点的电子密度反演值，是对应的9点平滑电子密度，NmF2是廓线的电子密度峰值。
[0023]顶层电子密度梯度Gradient定义如下：
[0024][0025]其中：是490km高度对应的9点平滑电子密度，是490km高度对应的9点平滑电子密度，值和通过反距离加权插值的方法得到。
[0026]所述分析结果包括：结果统计分析、阈值确定和参数检核。
[0027]所述对进行质量检核参数解算后的掩星电离层廓线数据进行质量分析得出分析结果包括：
[0028]基于电子密度峰值高度的阈值范围确定出合格廓线；
[0029]基于电子密度峰值个数确定出合格廓线；
[0030]基于平均偏差的阈值范围确定出合格廓线；
[0031]基于噪声水平因子的阈值范围确定出合格廓线；
[0032]基于顶度电子密度的角度近似值确定出合格廓线。
[0033]相应的，本专利技术还提供了一种GNSS掩星电离层廓线文件质量分析的系统，所述系统包括：
[0034]数据读取模块，用于读取掩星电离层廓线文件，并提取高度在140km以上的掩星电离层廓线数据；
[0035]质量检核参数解算模块，用于对所述掩星电离层廓线数据进行质量检核参数解算；
[0036]质量分析模块，用于对进行质量检核参数解算后的掩星电离层廓线数据进行质量分析得出分析结果；
[0037]数据输出模块，用于基于分析结果将合格廓线输出到合格廓线文件夹中。
[0038]本专利技术的方法及系统，通过读取掩星电离层廓线文件，并提取高度在140km以上的掩星电离层廓线数据，去除了电离层E层中的数据，使得质量分析不受异常行为或者异常数据干扰；对所述掩星电离层廓线数据进行质量检核参数解算，使得质量检核参数能满足质量分析；对进行质量检核参数解算后的掩星电离层廓线数据进行质量分析得出分析结果，
使得分析结果能够匹配出合格廓线，能对任意廓线文件进行精度评定；基于分析结果将合格廓线输出到合格廓线文件夹中，最终保证计算精度的同时提高运算速度。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0040]图1是本专利技术实施例中的GNSS掩星电离层廓线文件质量分析的方法流程图；
[0041]图2是本专利技术实施例中的质量分析模块分析处理流程图；
[0042]图3是本专利技术实施例中的GNSS掩星电离层廓线文件质量分析的系统结构示意图。
具体实施方式
[0043]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0044]本专利技术实施例中所涉及的GNSS掩星电离层廓线文件质量分析的方法，通过读取掩星电离层廓线文件，并提取高度在140km以上的掩星电离层廓线数据；对所述掩星电离层廓线数据进行质量检核参数解算；对进行质量检核参数解算后的掩星电离层廓线数据进行质量分析得出分析结果；基于分析结果将合格廓线输出到合格廓线文件夹中。
[0045]该方法通过读取掩星电离层廓线文件，并提取高度在140km以上的掩星电离层廓线数据，去除了电离层E层中的数据，使得质量分析不受异常行为或者异常数据干扰；对所述掩星电离层廓线数据进行质量检核本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种GNSS掩星电离层廓线文件质量分析的方法，其特征在于，所述方法包括：读取掩星电离层廓线文件，并提取高度在140km以上的掩星电离层廓线数据；对所述掩星电离层廓线数据进行质量检核参数解算；对进行质量检核参数解算后的掩星电离层廓线数据进行质量分析得出分析结果；基于分析结果将合格廓线输出到合格廓线文件夹中。2.如权利要求1所述的GNSS掩星电离层廓线文件质量分析的方法，其特征在于，所述读取掩星电离层廓线文件，并提取高度在140km以上的掩星电离层廓线数据包括：解析掩星电离层廓线文件中的平均海平面高度和电子密度值；提取平均海平面高度在140km以上的和电子密度值。3.如权利要求1所述的GNSS掩星电离层廓线文件质量分析的方法，其特征在于，所述对所述掩星电离层廓线数据进行质量检核参数解算包括：对电子密度峰值高度、平均偏差、噪声水平因子和顶度电子密度进行解算处理。4.如权利要求3所述的GNSS掩星电离层廓线文件质量分析的方法，其特征在于，对电子密度峰值高度进行解算处理包括：采用求最大值函数进行电子密度峰值高度的解算处理；根据峰值属性查找电子密度廓线的峰值，对电子密度峰值个数进行解算处理。5.如权利要求3所述的GNSS掩星电离层廓线文件质量分析的方法，其特征在于，所述平均偏差MD定义如下：其中：N为一条廓线中电子密度采样的总数，n
e
(i)为第i个采样点电子密度的反演值，由反演值经9点滑动平均滤波法得到的背景值。6.如权利要求3所述的GNSS掩星电离层廓线文件质量分析的方法，其特征在于，噪声水平因子Delta...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞，付娜，陈芊宇，苏利娜，王长委，郑晓波，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：