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对空中目标的精确定位是现代战争中所需的关键因素之一，而探测空中目标参数的主要手段是依靠电磁波传播信息的雷达系统。雷达系统在测量高空目标时，电磁波不仅会经过对流层，也会经过电离层。电离层中的不均匀介质会对电磁波传播产生一定的影响，不但会使雷达电波射线发生折射，而且也会减小电磁波的传播速度，从而对雷达定位测速精度等都会造成很大影响。因此，为了提高雷达探测精度需要对电离层引起的无线电波的折射误差进行修正，而决定误差修正精度的关键因素之一就是获得精准的电离层电子密度剖面。
针对目前实际应用中电离层直接探测存在的布站困难、设备造价高、所需人力物力多的现状，提出了基于卫星信号的电离层剖面反演方法。本文分别研究了利用GPS、BDS卫星信号和ITU数据库反演电离层电子密度剖面的方法，建立了电离层电子密度剖面模型，并对三者的精度进行了比较和分析。
本文首先对电离层的形成及其特性进行了概述，介绍了主要的电离层特征参数测量方法以及电离层电子密度剖面典型建模方法。然后分三部分详细研究了利用GPS、BDS卫星信号和ITU数据库进行电离层电子密度的反演方法。在第一部分基于GPS信号的电离层剖面建模方法中，通过对GPS系统和GPS信号在电离层中传播的简单概述，对基于GPS信号的三种电离层反演方法进行了阐述，经对它们三者的精度比较，确定了在实际应用中较为适合的同化反演方法。随后详细给出了基于GPS接收机的VTEC获取方法，以及kalman滤波同化反演算法，并利用同化反演方法建立了基于GPS信号的电离层电子密度剖面模型。考虑到GPS系统属于美国，对非特许用户具有一定的局限性，而目前我国有自主研制的北斗卫星导航系统，为了今后不受制于人，本文给出了基于BDS信号反演电离层电子密度剖面方法。首先对BDS系统以及不同于GPS系统的特点进行了概述，接着介绍了BDS信号在电离层中的传播，然后通过获取的BDS数据得到了电离层VTEC，接着利用同化反演方法建立了基于BDS信号的电离层剖面模型。考虑到在不方便接收卫星信号的沙漠和海洋地区，给出了基于ITU数据库的电离层剖面建模方法。分别给出了E层、F2层、上电离层参数的估算方法，建立了基于ITU数据库的电离层剖面模型。最后，对基于GPS、BDS信号以及ITU数据库获得的三种电离层剖面模型的精度进行了比较。
本文的研究成果不仅可以为雷达电波折射误差修正提供高精度的电离层电子密度剖面，对于提高探测高空目标的雷达的精度具有很重要的意义，而且也可以为没有电离层探测站的地区中提供各种通信设计所需的电离层实时数据。同时，也可为舰船、车辆等移动平台中需要电离层剖面的电子设备提供技术支撑。
针对目前实际应用中电离层直接探测存在的布站困难、设备造价高、所需人力物力多的现状，提出了基于卫星信号的电离层剖面反演方法。本文分别研究了利用GPS、BDS卫星信号和ITU数据库反演电离层电子密度剖面的方法，建立了电离层电子密度剖面模型，并对三者的精度进行了比较和分析。
本文首先对电离层的形成及其特性进行了概述，介绍了主要的电离层特征参数测量方法以及电离层电子密度剖面典型建模方法。然后分三部分详细研究了利用GPS、BDS卫星信号和ITU数据库进行电离层电子密度的反演方法。在第一部分基于GPS信号的电离层剖面建模方法中，通过对GPS系统和GPS信号在电离层中传播的简单概述，对基于GPS信号的三种电离层反演方法进行了阐述，经对它们三者的精度比较，确定了在实际应用中较为适合的同化反演方法。随后详细给出了基于GPS接收机的VTEC获取方法，以及kalman滤波同化反演算法，并利用同化反演方法建立了基于GPS信号的电离层电子密度剖面模型。考虑到GPS系统属于美国，对非特许用户具有一定的局限性，而目前我国有自主研制的北斗卫星导航系统，为了今后不受制于人，本文给出了基于BDS信号反演电离层电子密度剖面方法。首先对BDS系统以及不同于GPS系统的特点进行了概述，接着介绍了BDS信号在电离层中的传播，然后通过获取的BDS数据得到了电离层VTEC，接着利用同化反演方法建立了基于BDS信号的电离层剖面模型。考虑到在不方便接收卫星信号的沙漠和海洋地区，给出了基于ITU数据库的电离层剖面建模方法。分别给出了E层、F2层、上电离层参数的估算方法，建立了基于ITU数据库的电离层剖面模型。最后，对基于GPS、BDS信号以及ITU数据库获得的三种电离层剖面模型的精度进行了比较。
本文的研究成果不仅可以为雷达电波折射误差修正提供高精度的电离层电子密度剖面，对于提高探测高空目标的雷达的精度具有很重要的意义，而且也可以为没有电离层探测站的地区中提供各种通信设计所需的电离层实时数据。同时，也可为舰船、车辆等移动平台中需要电离层剖面的电子设备提供技术支撑。