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专利号: 2018105191944
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种雷电与电离层TEC异常时间相关性分析方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)雷电数据分析:

雷电发生的时间和位置具有随机性,需要对雷电的发生位置、时间进行统计,找出研究的具体时间和具体位置;具体包括:第一步,根据研究目标区域内雷电发生的时间,按月份统计每月雷电发生的次数,依据每月雷电发生的次数,分析雷电的月分布状况;

第二步,根据雷电的位置信息,分地区对雷电进行统计,依据不同地区雷电的发生次数,分析雷电的区域分布状况;

第三步,根据雷电发生的时间,将目标研究月份的数据按天进行统计,确定当月中每天雷电发生的次数;依据每天雷电发生的次数,分析雷电的日分布状况;

(2)太阳与地磁活动状况分析:

电离层活动主要受太阳和地磁活动影响,在太阳和地磁活动相对平静的条件下,电离层在一段时间不会有太大变化;收集磁情指数Dst指数和地磁活动指数Kp指数,分析太阳与地磁活动状况;

(3)确定分析时段、分析区域:

根据太阳与地磁活动平静状况,对比(1)中雷电的月分布、区域分布及日分布状况,确定雷电活动频繁日,并根据以下三个条件确定分析时段和分析区域;三个条件具体为:第一条,太阳与地磁活动平静;

第二条,雷电活动频繁日;

第三条,分析区域内,雷电活动频繁日前15天,雷电活动相对平静;

(4)雷电相关参数统计:

雷电发生的位置具有很强的随机性,根据(3)中确定的雷电活动频繁日,统计该雷电活动频繁日每分钟雷电的次数n、每分钟雷电的最大强度kmax和每分钟雷电的平均强度kmean;

将雷电活动频繁日,所有雷电的纬度、经度分别取平均值得到分析点纬度latmean,经度lonmean;

(5)GIM数据获取;

IGS下属共有5个电离层分析中心,分别是:CODE、ESOC(European Space Operations Center ofESA)JPL、NRCan(Natural Resources Canada)、UPC(Technical University ofCatalonia);各分析中心分别用各自的算法计算GIM,由IGS网站进行发布;根据目标日期,计算年积日;根据年积日,从IGS网站获取目标天及目标天之前15天共16天GIM数据;

(6)计算分析点电离层TEC序列值

k=1…16表示相对于分析日的天数,j=0:00…24:00表示1天中的时刻;

第一步,根据公式(1)、(2)分别计算纬度latmean、经度lonmean对应的格网值latno、lonno;

latno=fix((87.5-latmean)/2.5)+1  (1)lonno=fix((-180-lonmean)/5)+1  (2)公式(1)和公式(2)中,fix表示取整;

第二步,依据latno、lonno,获取k天、j时刻,纬度latmean、经度lonmean对应的周围四个点TEC值,分别用 和 表示;

第三步,根据公式(3)、(4)计算纬度latmean,经度lonmean点对应的差值系数S1和S2;

S1=(latmean-(87.5-(latno-1)×2.5))/2.5  (3)S2=(lonmean-((lonno-1)×5-180))/5  (4)第四步,根据公式(5)计算k天,j时刻分析点纬度latmean,经度lonmean对应的 值;

(7)计算k天、j时刻点(latmean、lonmean)电离层 序列的上限 下限需按天、分时刻计算点(latmean、lonmean)电离层 序列的上限 和下限第一步,对k天,所有时刻分析点电离层TEC序列 按从小到大或从大到小进行排序;

第二步,把k天排序后的 序列 四等分,第一个等分值用 表示,第二个等分值用 表示,第三个等分值用 表示,第四个等分值用 表示;

第三步,根据公式(6)和(7),计算k天 序列的上限 和下限(8)计算k天,各时刻电离层 异常状况

如果 则 表示 正常;

如果 则 表示 正异常;

如果 则 表示 负异常;

(9)k天,雷电与电离层TEC异常时间相关性分析;

根据k天,电离层TEC异常和雷电发生的重合时段,雷电的发生时段,分析k天雷电和电离层TEC异常时间相关性;

设定y为电离层TEC异常和雷电发生的重合时段、x为雷电的发生时段,时段以小时为单位,根据公式(8)计算k天,电离层TEC异常与雷电时间相关性R;

R=x/y×100%  (8)。