根據電離層特性參量的時空變化規律和通信質量與電離層信道參數的關係，在電離層探測歷史資料或實時測量資料的基礎上，對高頻傳輸電路的未來最佳工作條件和工作質量作出的預先推斷。
基本介紹
- 中文名：電離層電波傳播預報
- 外文名：The ionosphere radio waves propagation prediction
- 特點：工作質量作出的預先推斷
- 原料：電離層電波傳播理論
簡介,長期預報,短期預報,實時預報,
簡介
這是電離層電波傳播理論、最佳信道適配理論與計算機數據處理相結合的一種套用技術。可分為長期預報、短期預報和實時預報三類。
長期預報
長期預報根據電離層特性參量的時空變化規律和太陽活動性指數的預報值，對正常狀態電離層的傳播參量月中值所作出的預先推斷。它可提前一個月或更長時間預報出高頻電波的傳播模式、接收點天波信號場強和電路最高可用頻率等參數的月中值。根據對電路通信質量的要求，運用這些參數和噪聲預報數據，可以對電路的系統能力，包括所需發射功率、天線增益等參數進行估算。在系統能力已定的情況下，可算出電路的最低可用頻率，根據它的最高可用頻率可確定電路的可用頻段。一般把最高可用頻率的0.85倍稱為最佳工作頻率。對特定電路來說，具有最佳工作頻率的電波一般都能保證在指定月份的90%天數內不會穿透電離層。因此，用這一方法算出的最佳工作頻率常作為特定電路能成功通信的選頻上限。長期預報廣泛用於高頻廣播和通信電路的設計。
長期預報的研究工作始自30年代末。中國在40年代後期就開始出版《短波無線電通信套用頻率之預測》。50年代中期，國際無線電諮詢委員會開始設立這方面的專門研究小組，已提出幾種較為完善的使用計算機的長期預報方法。
短期預報
短期預報在太陽活動性與地磁觀測資料、短波和超短波場強測試資料的基礎上，運用經驗方法對臨界頻率、電路工作最高可用頻率、總電子含量等電離層參數的短期變化情況作出的預先推斷。對短波通信來說，其主要目的在於確定在太陽爆發和電離層擾動時間內，給定電路實際可用的工作頻率（見電離層騷擾預報）。
短期預報的主要方法是在太陽耀斑、太陽 X射線輻射、太陽10厘米波長無線電波輻射等太陽活動性觀測資料的基礎上，根據日地關係的經驗規律對電離層參數的擾動和短期變化進行預報。也可根據各種電離層擾動現象在時間上連續變化這一客觀事實，利用電離層參數變化的自相關性進行短期預報。短期預報可以提前幾天、幾小時，或幾分鐘作出。提前時間取決於電離層中有關現象變化的快慢程度和所用的預報方法。
為獲得短期預報所需的資料，各國在設立地面觀測站的同時，還利用衛星進行大區域日地環境監測。為得到全球完整的日地環境圖像，創立了國際科技資料廣播報及世界日服務局，並設立了8個區域警報中心,負責收集和交換情報。
實時預報
實時預報通過實時測量短波通信電路傳播信道的一組特性參數，估算出該信道通過某類指定通信業務的能力，從而實時推斷其工作頻率、信號調製方式和通信速率等是否與傳播信道處於最佳適配狀態和如何調整。
實時預報技術多用於自適應快速通信系統。由於傳播介質的色散和隨機起伏特性的影響，快速數字通信的碼元誤碼率與信號能量在時間域內和頻率域內的散布情況有關，故單靠增加發射功率以提高信噪比不可能無限制地改善誤碼率。因此在實時預報技術中，需要測量的主要信道參數是信號能量、噪聲和干擾電平、時延散布和頻率散布。按實時測得的數據相關分析所預測的工作參數工作，可使短波數字通信的碼元誤碼率在90%的時間內優於10。
美國60年代研製的公共用戶無線電傳輸系統就是一種實時預報系統，它以斜投射發射信號預處理技術為基礎。這個系統根據各個工作頻率碼元誤碼率的預報值選出最佳工作頻率，並進行高頻通信網的頻率分配。它能承擔2400波特的數字通信，98%的預報頻率可使電報傳輸的誤碼率優於10，並且可連續提供誤碼率優於10的工作頻率。
調頻連續波探測器是另一種斜向探測型實時預報系統，它的探測信號不是脈衝波而是低功率的調頻連續波，具有小型靈活和與其他系統兼容性好的特點。此外，垂直探測和返回散射探測兩種方法也可用於實時預報。垂直探測方法的工作範圍僅為 300公里；返回散射技術可以實時預報電路的最高可用頻率，同時可以較好地指出一跳傳播的可用頻段。
