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頻高圖（Ionogram）是電離層測高儀垂直探測獲得的核心觀測數據，記錄不同頻率無線電波的傳播時間與頻率之間的關係。頻高圖是反演電離層電子密度高度剖面的基礎數據，也是監測電離層突發擾動、赤道異常、擴展F層等現象的重要工具。

基本原理

頻高圖通過垂直發射頻率連續掃頻的無線電脈衝，接收來自電離層的反射回波，記錄各頻率對應的回波時延（即"虛高"）。頻率-虛高關係曲線稱為頻高圖。典型的頻高圖包含E層描跡、F層描跡以及偶發E層（Es層）描跡。頻高圖上的"咬口"（cusp）特徵對應臨界頻率，即該層能反射的最高頻率。

描跡類型

頻高圖的描跡分為多種類型：E層描跡通常平滑且穩定；F層描跡在白天表現為F1和F2分離，夜間合併為單層；Es層描跡表現為頻率突然升高的窄帶尖峰。地磁暴期間，F層描跡可能發生劇烈變化，表現為F層臨界頻率下降、F層虛高升高。通過自動或人工描跡識別，可從頻高圖中提取臨界頻率、虛高、總電子含量等關鍵參數。

數據處理與應用

現代數字電離層探測儀能夠實現頻高圖的高時間分辨率連續觀測。通過全圖譜反演技術，可從頻高圖數據反演獲得高精度的電子密度剖面。頻高圖數據廣泛應用於短波通信頻率預測、GNSS導航誤差修正、空間天氣監測預警以及電離層物理研究。國際電離層觀測網絡（如中國地震局電離層觀測網）積累了大量的頻高圖數據，為研究太陽-地球耦合過程提供了寶貴的數據支撐。