在地面向上斜投射高频无线电波信号，并在一定距离外接收电离层反射信号的探测方法。所用设备是经过改装的垂直测高仪。这种探测的关键技术，是使相距很远的接收机和发射机同步变频工作。这通常是用双方接收时间信号对时，或使用高稳定度频率源等方法实现同步工作的。接收端主要记录信号在传播过程中的时延、多普勒频移与探测频率的关系。这种记录称为斜测电离图。它主要用于研究不同频率传播路径的传播模式和传输信道的特性，也可以用于估算传播路径中点的电子密度分布。这种技术原理，现已应用到重要的通信干线的实时选频上。
在地面向上斜投射电磁波信号，并在同一地点接收回波的探测方法。当电波斜投射到电离层后，经电离层反射到很远的地面，由于地面地形的不平坦和电气特性的不均匀,对电波有较强的散射作用,部分散射能量会沿投射时的路径经电离层再次反射回到发射点而被接收，这样的传播过程称为“天波后向散射”。所用设备是经过改进的垂直测高仪，相当于一部可以连续变频的短波雷达。它主要记录后向散射回波的幅度、时延、频率与时间的相互关系和散射回波的多普勒频谱，可用于监视远距离电离层的宏观状态，研究电离层传播信道特性。这种技术原理，现已用于制造可以发现地平线以下飞行目标的短波
超视距雷达。
利用
高频电磁波通过电离层介质时的频率偏移效应，探测电离层特性的方法。频率偏移效应就是多普勒效应。由于相路径不仅与收发天线距离有关，而且与传播介质、电离层的电子密度和电离层的运动有关，因此测量电波的多普勒频移可以得到电离层介质的特性。发射信号和经电离层反射的接收信号频率差，就是多普勒频移。这个差频是很小的,通常或者将它倍频测量,或者用数字方法通过傅里叶变换求得频谱。高频多普勒频移测量系统要求有日稳定度优于10( 的频率源。通常用多个相隔一定距离的接收机组成一个阵或者网接收一个发射源信号，并比较这些接收信号频率的时间相关关系。这种测量方法最适用于研究电离层的短期现象，如与太阳爆发有关的电离层突然电离激增，电离层的垂直运动，各种尺度不均匀体的漂移、行进式扰动等。