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通过建立电离层模型和地磁场模型,采用龙格库塔法求解Haselgrove方程,得到相应的射线路径参数,实现了电离层三维射线追踪。针对射线追踪无法进行自导引计算,分别采用牛顿差分自导引算法、基于变分方程的牛顿法以及单纯形法实现了射线追踪的自导引,并给出了详细的算法分析。重点对变分方程及其二阶微分的求解进行了详细推导。最后对以上三种自导引算法进行性能比较,仿真结果表明：基于变分方程的自导引算法优于其他两种自导引算法。