[发明专利]朗缪尔探针数据处理方法及系统

权利要求书

1.一种朗缪尔探针数据处理方法，包括：

朗缪尔探针0级数据首先进行十进制转换，生成扫描电压和输出电流，进行定标后生成标准的伏安特性曲线，经过伏安特性曲线反演，得到中间结果和最终的物理量，从而生成1级数据产品；

从星务数据包中获取星下点位置等信息，获取地震记录、空间天气指数的辅助信息，对应叠加至1级数据产品，生成2级数据产品；

利用获取的每条当前轨道以及若干个重访周期的轨道数据，生成时序分析产品作为3级数据产品；

利用全球以及中国区域的当前轨道以及若干个重访周期的轨道数据，生成空间产品数据，为4级数据产品；

其中，1级数据产品是对0级数据进行格式转换、标定拟合后得到的按时间排列的电流、电压、电子密度、电子温度、悬浮电位、等离子体电位；

2级数据产品是带有时间和地理、地磁坐标等信息的电子密度、电子温度；

3级数据产品是在2级数据产品的基础上，对电子密度、电子温度进行重采样生成重访轨道观测数据的时间序列产品，并标注地震目录、磁情指数、F107的信息；

4级数据产品是在2级数据产品基础上，生成全球范围及中国区域上空电子密度、电子温度的空间动态变化及其相对于背景场的变化幅度。

2.根据权利要求1所述的朗缪尔探针数据处理方法，各级数据产品特征如下：

1级数据产品包括：科学数据、图像产品和数据处理报告；

2级数据产品包括：科学数据、图像产品和数据处理报告；

3级数据产品包括：科学数据、图像产品、数据处理报告；

4级数据产品包括：科学数据、图像产品和数据处理报告。

3.根据权利要求1所述的朗缪尔探针数据处理方法，0级到1级的转换包括：朗缪尔探针0级数据首先进行十进制转换，生成扫描电压和输出电流，进行定标后生成标准的伏安特性曲线，经过伏安特性曲线反演，得到中间结果和最终的物理量，从而生成1级数据产品，包括：

朗缪尔探针的悬浮电位点U_f计算；

确定离子饱和区，拟合离子电流I_i；

获取电子电流I_e；

找出空间等离子体电位点U_p并确定电子阻滞区和电子饱和区；

找到U_p点对应的电子电流I_e0和离子电流I_i0；

求出电子温度；

求出电子密度；

根据科学数据中的温度信息以及反演的U_f、U_p，估算数据质量，标注在数据中；

生成1级产品。

4.根据权利要求3所述的朗缪尔探针数据处理方法，其特征在于，找出空间等离子体电位点U_p并确定电子阻滞区和电子饱和区，包括：

计算Upc点；

根据Upc确认电子阻滞区和电子饱和区；

根据拟合结果迭代计算并确认等离子体Up点；

确定电子饱和区和电子阻滞区范围；

将Uf和Up生成第二类快视图。

5.根据权利要求4所述的朗缪尔探针数据处理方法，其特征在于，根据拟合结果迭代计算并确认等离子体Up点，包括：

拟合出电子阻滞区电子电流曲线，电子阻滞区拟合系数公式同公式1-5和公式1-6，选取用于拟合的Us和Ie，当前选取范围为Uf-0.2～Upc-0.1，此范围根据实际数据情况会有所调整，计算出电子阻滞区的k1、c1，得到阻滞区的拟合曲线；

利用多项式的最小二乘拟合法拟合出电子饱和区电子电流曲线，选择用来拟合的是从Upc开始到全部的电子饱和区；

找到电子阻滞区y＝k1*x+c1和电子饱和区拟合曲线的焦点o，则Uso作为Up1；

计算Up1-Upc，如果|Up1-Upc|0.01V，则以Up1为界划分新的电子阻滞区n～o和电子饱和区o～250范围，重复以上步骤；

直到|Upi+1-Upi|0.01V，则Upi+1为最终确认的等离子体电位Up。