基于区域电离层高分辨率重构的到达时差定位分析

来源：系统工程与电子技术杂志2025年第11期北京时间：

作者：孔令宸, 刘桐辛*, 周晨, 赵正予

单位：1. 武汉大学地球空间科学与技术学院，湖北 武汉 430072；2. 哈尔滨工业大学（深圳）空天科技学院，深圳 518055

摘要：针对短波到达时差（time-difference-of-arrival，TDOA）定位问题，提出一套基于多源数据同化和卷积神经网络（convolutional neural network，CNN）重构的电离层虚高修正算法。该方法首先利用卡尔曼滤波对电离层斜向返回探测和全球导航卫星系统（global navigation satellite system，GNSS）层析结果进行数据同化；随后使用CNN代替普通的插值方式对区域电离层参数进行拟合以获取求解TDOA定位问题所需要的时空网格点下的电离层参数；最后利用解析型射线追踪对辐射源和虚高进行一体化估计。以斜测结果进行精度分析，该方法相对于GNSS层析、线性插值、临频峰高半厚的估计精度分别提升了62.93%，64.54%，20.48%。同时，本文利用时间平稳序列检验方法对电离层稳定性进行分析，通过对比短波TDOA定位性能，明确电离层稳定性与定位性能呈明显的正相关性。

关键词：多源数据同化,卷积神经网络,区域电离层模型,短波到达时差定位