检索结果-内蒙古大学图书馆

科技与生活 2011年第17期 83-83页

作者：无北京数字科普协会

8月24日，“网络科普的新趋势——移动科普”学术研讨会在北京举办。活动由中国互联网协会网络科普联盟、北京数字科普协会、北京通信学会和北京通信电信博物馆共同举办。来自中国科协科普部、中国互联网协会网络科普联盟成员单位、互... 详细信息

8月24日，“网络科普的新趋势——移动科普”学术研讨会在北京举办。活动由中国互联网协会网络科普联盟、北京数字科普协会、北京通信学会和北京通信电信博物馆共同举办。来自中国科协科普部、中国互联网协会网络科普联盟成员单位、互联网科普研究机构、北京通信学会成员单位及北京、山东、河北、甘肃、江苏、山西、天津、上海科协的70多位代表参加了活动。会议由中国互联网协会网络科普联盟副秘书长、北京数字科普协会秘书长刘英主持。

关键词：网络科普学术研讨会中国互联网协会北京通信科普协会通信学会中国科协成员单位

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电离层下视雷达探测数据反演的遗传算法

电离层下视雷达探测数据反演的遗传算法

引用

第十届全国数学地质与地学信息学术研讨会

作者：张振飞中国地质大学(武汉)数学地质遥感地质研究所

行星大气电离层是在太阳辐射作用下形成的空气等离子体层。电磁波信号在通过电离层时会发生畸变,因此电离层对无线电通信以及对星载中低频雷达的地表探测有很大影响。因此,研究电离层的属性及其时空变化有重要实际意义,同时也对太阳活... 详细信息

行星大气电离层是在太阳辐射作用下形成的空气等离子体层。电磁波信号在通过电离层时会发生畸变,因此电离层对无线电通信以及对星载中低频雷达的地表探测有很大影响。因此,研究电离层的属性及其时空变化有重要实际意义,同时也对太阳活动及行星大气运动监测有很大意义。峰值等离子体频率(取决于峰值电子密度)、峰值点距地面的距离(高度)以及电离层的比例高度(Scale height,密度减少为1/e所需的距离)等都是电离层的重要属性。星载主动雷达探测是监测电离层属性及其变化情况的一种手段。电磁波在等离子体中传播时,当波的频率与等离子体频率(取决于电子密度)相等时会发生全反射。雷达在同一位置上发射一系列频率不同的电离波(称扫频雷达),记录回波时间延迟,再通过反演计算电离层属性。时间延迟τ是频率f的函数,表达式为■式中z是卫星到反射点的距离,c是光速,f p是等离子体频率,依赖于位置z。在多数情况下,由太阳辐射引起的电离层电子密度剖面N(h)大致符合Chapman模型,即■式中,h表示高度,N m为峰值密度,h m为峰值点高度,H为中性空气的scale height。解上面的方程可算出N m、h m和H。其中N m在一部分情况下能直接观测到(通过公式8.98Nm=f p,max,即能够穿过电离层的波的最低频率),但多数情况下由于干涉,在数据中不清楚,需要反演计算。但以上这些方程较复杂而非线性,十分难解,同时在不少情况下,电离层不符合(2)式,特别是顶部可能会出现一些次要的薄层,比如火星的电离层。本文针对火星表面及电离层探测雷达(MARSIS)数据,设计和实现了一种遗传算法用于数据反演。在该算法中,将电离层剖面的上部用一个均匀板来拟合,而中下部主要部分用Chapman模型来拟合。均匀板的电离密度(N t)是一个独立变量。N t的引入可以用于研究火星电离层上部薄层时空变化情况,前人虽然发现了这些薄层,但对它们的时空变化尚未见研究的报道。该算法只需要4个频率的观测数据(MARSIS有160个频率),可以解出N m、h m、H和N t。算法的核心是用特定区间的随机数构成候选解,通过选择优良解、改进搜索区间、不断迭代进化最后获得符合精度要求的满意解。判断候选解优劣的指标是所算出的时间延迟与实际值的总绝对误差。搜索区间的改过是根据每轮最好解,将搜索区间加以移动并适当缩小。在移动和缩小各参数搜索区间时,须保留(随机选取30%左右)部分候选解的初始搜索区间不变,以免陷入局部极值。大量试算及与实际观测结果比较证明该算法能够获得稳定而可靠的反演结果。该算法目前的主要问题是为了达到一定反演精度,需要消耗较多的时间(数秒),尚不利于大量数据的处理。这时下一步工作需重点攻克的问题。

关键词：雷达数据反演电离层 MARSIS 遗传算法

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