【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电离层异常事件识别领域，特别涉及该领域中的一种基于电离层f2层临界频率(fof2)的磁暴识别方法。
技术介绍
1、电离层垂直扫频探测技术(简称垂测)是依次将多个频率的高频段无线电波垂直向上射入电离层，经电离层反射到地面，被地面接收机接收，得到垂测扫频电离层图，实现对电离层的探测。通过对扫频电离图进行描迹提取、特征识别等，可以提取到电离层的模式信息(包括e层、es层、f1层、f2层)及各模式的特征参数(包括临界频率、峰值虚高等)。
2、太阳扰动期间，来自太阳和行星际的物质和能量由地球极区注入，引起磁暴。磁暴的显著表现之一是电离层f2层临界频率的变化，不同纬度、不同季节、不同时刻的f2层临界频率呈现不同的特征。同时，地震、火箭发射等其他事件也会影响f2层临界频率的变化。
3、对磁暴的有效识别，有助于分析研判依赖电离层传播的无线电系统的故障，例如短波通信长时间中断、天波超视距雷达探测范围减少、卫星的目标跟踪和定位精度能力下降等。
4、目前国内外公开的磁暴识别的文献非常有限，以太阳、地磁活动指数进行磁暴识别为主，还没有基于电离层f2层临界频率进行磁暴识别的技术文献。
5、maltseva olga在2021年发表文章《the influence of space weather on therelationship between the parameters tec and fof2 of the ionosphere》，利用由tec推算出的fof2，验证了iri模型仅对电
6、dugassa teshome、mezgebe nigussie等2023年发表的论文《ionosphericresponse to the23-31august 2018geomagnetic stormin the europe-africanlongitude sector using multi-instrument observations》，利用全球电离层地图、全球定位系统接收机数据、卫星数据，研究了2018年8月的强地磁暴对电离层的影响，包括扰动量、扰动范围等。
7、2000年，刘立波等发表文献《2000年4月磁暴期间武汉地区f电离层突然抬升现象》，介绍了2000年4月磁暴期间电离层f2层的变化情况。
8、2015年，孙树计等发表文献《超强磁暴期间中低纬电离层扰动的统计分析》，分析了北半球120°e附近中低纬电离层的扰动特征。结果表明电离层的扰动形态随磁暴发生季节和开始时间的不同而异。
9、2022年张宇航等发表文章《满洲里站电离层fof2暴特征统计分析》，分析了1955-2019年6个太阳活动周的电离层暴事件及与太阳活动、季节、地方时的相关性。
10、以上是与磁暴相关的公开发表的文献资料，但均未涉及到基于电离层f2层临界频率进行磁暴识别。
11、传统的磁暴识别方法，主要依靠太阳、地磁活动指数等，依靠这类指数在识别磁暴方面还存在以下缺陷：
12、太阳、地磁活动指数是对太阳、地磁活动的观测，并不是对电离层的直接观测。太阳、地磁活动指数剧烈变化，并不一定会发生磁暴；
13、太阳、地磁活动指数全球对应一个值，无法反映地球局部地区的情况，而磁暴往往只发生在部分地区；
14、太阳、地磁活动指数每日一个值，不能反映各个时刻的电离层形态。磁暴的持续时间在几小时至几天，且发生期间每小时的强度差异明显。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题就是提供一种基于电离层f2层临界频率的磁暴识别方法，根据f2层临界频率的变化形态特征对磁暴进行有效识别。
2、本专利技术采用如下技术方案：
3、一种基于电离层f2层临界频率的磁暴识别方法，其改进之处在于：包括磁暴开始的识别方法、磁暴结束的识别方法和磁暴事件确认方法；
4、所述磁暴开始的识别方法为：提取电离层垂直探测结果f2层临界频率观测值fof2obv以及电离层平静状态下的预期值fof2m，计算f2层临界频率差值百分比df：
5、df＝(fof2obv-fof2m)/fof2m×w×100％
6、上式中，w为修正因子，在纬度小于35°且地方时为20点至5点时，w＝0.5，其他情况，w＝1；
7、根据f2层临界频率的相对偏差df，将电离层扰动程度划分为强扰动、中等扰动和弱扰动：
8、强扰动：df≥80％或df≤-50％；中等扰动：50％≤df＜80％或-50％＜df≤-40％；弱扰动：30％≤df＜50％或-40％＜df≤-20％；
9、当df达到弱扰动及更高强度的扰动等级且持续时间达6小时以上时为磁暴扰动事件，并将磁暴扰动事件的开始时间判定为磁暴开始，df>0为正相暴，df<0为负相暴；
10、所述磁暴结束的识别方法为：df满足-20％<df＜30％时，判定磁暴拟结束，在磁暴拟结束前的24小时内，若df满足-20％<df＜30％的概率为80％以上，判定磁暴拟结束时间为真，磁暴结束，磁暴结束时间与磁暴拟结束时间相同；若满足-20％<df＜30％的概率小于80％，则磁暴拟结束时间为假，继续观测判断；
11、所述磁暴事件确认方法为：对于已经识别到的磁暴事件，进一步判定是否是磁暴事件，对于持续时间为2天以上的磁暴事件，磁暴事件满足以下两个条件：电离层扰动持续时间逐日递减；电离层扰动均值逐日递减。
12、进一步的，fof2m的计算方法为垂直探测设备在相同的观测点最近的连续5个电离层平静日相同时刻的中值。
13、进一步的，对于磁暴开始当天，扰动出现的时间在18点以后，且持续时间小于1小时的磁暴，识别磁暴时不采用开始当天的数据，以第2天为第1天，第3天为第2天，后续以此类推。
14、本专利技术的有益效果是：
15、本专利技术所公开的方法，可以有效识别磁暴，有助于分析研判依赖电离层传播的无线电系统的故障，例如短波通信、高频雷达最高可用频率严重下降，甚至失去可用工作频段，高频雷达功能失效、测控和导航定位误差明显增大等。
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1.一种基于电离层F2层临界频率的磁暴识别方法，其特征在于：包括磁暴开始的识别方法、磁暴结束的识别方法和磁暴事件确认方法；
2.根据权利要求1所述基于电离层F2层临界频率的磁暴识别方法，其特征在于：foF2m的计算方法为垂直探测设备在相同的观测点最近的连续5个电离层平静日相同时刻的中值。
3.根据权利要求1所述基于电离层F2层临界频率的磁暴识别方法，其特征在于：对于磁暴开始当天，扰动出现的时间在18点以后，且持续时间小于1小时的磁暴，识别磁暴时不采用开始当天的数据，以第2天为第1天，第3天为第2天，后续以此类推。
【技术特征摘要】
1.一种基于电离层f2层临界频率的磁暴识别方法，其特征在于：包括磁暴开始的识别方法、磁暴结束的识别方法和磁暴事件确认方法；
2.根据权利要求1所述基于电离层f2层临界频率的磁暴识别方法，其特征在于：fof2m的计算方法为垂直探测设备在相同的观测点最近的连续5个...
【专利技术属性】
技术研发人员：王严，鲁转侠，李春晓，王金浩，冯静，
申请(专利权)人：中国电波传播研究所中国电子科技集团公司第二十二研究所，
类型：发明
国别省市：
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