一种光波大气折射率剖面模型构建方法

根据经典光波折射率计算公式和ITU-R建议书中水汽密度经验公式,给出了一种新的光波大气折射率计算公式;借鉴Hopfield折射率静力项剖面模型和ITU-R建议书中水汽密度剖面模型,给出了一种基于历史气象探空数据构建光波大气折射率剖面模型的方法。以青岛地区为例,通过对1986—1995年历史气象探空数据的处理并结合参考标准大气,建立了适合当地的光波大气折射率剖面模型;统计剖面模型预测折射率剖面与实测折射率剖面的均方根误差,结果表明:构建的剖面模型具有较好的预测精度,这对光学外测设备的折光修正数据处理具有很好的参考价值。

悬空波导环境下AIS信号超视距传播特性分析

大气波导可陷获无线电波信号,使其发生超视距传播现象,影响无线电系统信号传播预测和性能评估应用。本文针对由探空数据诊断的悬空波导个例,利用对流层电波传播确定性方法模拟岸-船自动识别系统(automatic identification system,AIS)传播链路,定量研究了不同悬空波导环境影响下AIS信号的超视距传播特性。结果表明:波导强度50 M单位且底高约7 m的悬空波导环境下,AIS信号发生明显超视距传播现象;波导底高约700 m且强度较大的悬空波导环境也会对AIS信号传播产生影响;相比于单一悬空波导模型,复合悬空波导(文中指两个悬空波导层结构组成)环境对AIS信号传播影响更大。本文研究成果可为大气波导监测反演、无线电系统设计、装备效应评估等应用提供重要理论参考。

利用BP-ANN和地基单站GPS数据反演大气折射率剖面

分析表明地基单站GPS接收机低仰角信号的斜路径延迟是适合进行大气折射率剖面反演的基础量,为此建立了五层BP-ANN(后向传播人工神经网络)用于大气折射率剖面的反演。利用青岛地区10年的历史探空数据进行网络训练和仿真反演,仿真反演结果与探空剖面有很好的一致性。

8mm大气辐射特性的测量与分析

利用 8 mm辐射计对 8月份几种天气情况 (晴、多云、阴 )进行观测实验 ,统计结果表明多云和阴天对 8mm辐射计的亮温有明显影响。利用辐射计观测的天空温度对云中液态水总量的变化进行了反演 ,同时计算了大气衰减及液态水总量 ,并对误差做了分析。

微波辐射计探测大气剖面的相关向量机算法

提出了利用地基双通道水汽微波辐射计探测大气水汽、温度和折射率剖面的相关向量机反演算法,基于青岛地区的历史探空数据和仿真得到的双通道水汽微波辐射计亮温训练了相关向量机网络。青岛地区的实验和仿真比较表明:相关向量机反演得到的剖面与实际大气剖面有较好的一致性。

基于支持向量机的地基单站GPS反演大气剖面

提出基于支持向量机的地基单站GPS遥感大气剖面的反演方法,主要包括经典支持向量机、最小二乘支持向量机、相关向量机3种方法,利用青岛地区的历史数据进行了仿真反演对比研究,并与神经网络反演方法进行比较,结果表明支持向量机能够有效地应用于地基单站GPS大气遥感领域。

地空路径统计雨衰减建模的几个问题

地空路径雨衰减统计特性是卫星通信等地空无线电系统设计和运行评估的关键参数.针对地空路径统计雨衰减的建模研究,分析了影响模型准确度的几个关键因素,它们包括雨滴谱分布、雨顶高度、降雨率在水平和垂直路径的不均匀性等.同时比较分析了现有主要模型计算的路径调整因子随仰角的变化、与频率的关系等,讨论了现有模型的局限性和可能的改进途径.通过上述对比研究,提出了地空路径雨衰减统计建模向确定性模型方向发展的观点.

我国不同积分时间降雨率的统一转换模式

1min积分时间降雨率概率分布是 10GHz以上无线电系统雨衰减预测的基础性数据 ,但多数气象台站降雨率数据的积分时间大于 1min ,因而需要一种有效的转换方法 ,为此利用我国典型气候区的实测降雨率数据对几种不同积分时间降雨率转换模式进行了参数拟合与结果比较 ,在比较研究的基础上 ,提出了我国统一的转换模式 ,这一模式可较好地用于我国不同地区的降雨率转换。

地空路径水凝物交叉极化特性研究

水凝物的交叉极化预报模式对10GHz以上频段使用正交极化频率复用的卫星通信系统设计具有重要意义。基于ITU-R与OPEX数据库的地空雨致交叉极化数据和二阶小变量近似的预报模式,给出了一种改进的雨致交叉极化预报模式。与其它模式比较表明,这一模式的预测精度有明显提高。

基于天顶湿延迟的GPS大气折射率剖面反演研究

利用青岛地区的历史探空数据,仿真得到其天顶湿延迟。基于天顶湿延迟和历史折射率剖面的统计关系,建立了折射率剖面的线性统计模型,回归得到模型参数。仿真比较结果表明,该方法优于常规气象模型,并有一定的容错性。

降雨率的最坏月分区转换模式研究

利用我国56个气象台站降雨率的最坏月分布和年平均分布的转换关系,对转换模式参数进行了分析,得到我国降雨率的分区转换参数(南方区、北方区、戈壁区),该分区模式与不同台站转换结果间有很好的一致性,可用于我国不同地区的降雨率最坏月转换。同时利用ITU-R提供的世界不同地区的参数及中国三地区的参数,得到了全球分区参数(热带亚热带和温带常湿区,与温带、极区和戈壁区),全球分区模式适用于全球多数地区的最坏月转换。

降雨的雷达体反射率研究

利用点匹配法计算了不同雨滴谱分布的降雨雷达体反射率,结果表明M-P分布与我国实测雨滴谱的结果比较接近,同时进一步分析了降雨雷达体反射率的频率、极化特性等。根据计算结果,研究得到了体反射率的新解析公式,其与点匹配法计算的结果有较好的一致性。

流星通信链路的流星辐射分布模型

分析研究了流星前向散射通信链路和黄道坐标系统的关系,推导出偶发流星日心分布到地心分布密度的转换过程,得到了偶发流星的理论辐射分布(SporadicMeteor Radiant Distribution)模型。并运用该理论预测模型建立了一通信链路上空流星辐射分布,同时对可用流星率进行预测并和观测数据进行对比,结果比较一致,为流星通信系统的建立提供了技术支持。

单站地基GPS天顶延迟反演大气剖面研究

基于一定的大气折射率剖面模型和搜索方法,可以由GPS天顶延迟反演大气折射率剖面。利用上海气象站的探空数据和上海IGS站的GPS数据,对基于单站地基GPS天顶延迟的大气折射率剖面反演方法进行了验证。结果表明,根据目前处理得到的天顶延迟,反演剖面与实际剖面吻合较好。

地基单站GPS探测大气折射环境

基于地基单站双频GPS接收机,提出了实时遥感探测大气折射环境（包括对流层折射率剖面与电离层电子密度剖面）的方法,并经过实验验证可行。在对流层方面,改进精密单点定位技术使得对流层低仰角斜延迟可以实时解算,然后利用相关向量机方法反演得到对流层折射率剖面;在电离层方面,采用Kalman滤波技术消除硬件延迟得到电离层TEC,基于IRI模型,利用遗传算法反演得到电离层电子密度剖面。此研究为大气折射环境的实时、高效、低成本探测提供了一种新手段。

Mie散射中递推方法的比较

比较了Mie理论计算中的3个递推公式,既正向递推公式、倒递推公式和赵递推公式,分析了3个公式计算归一化消光截面、散射截面和后向散射截面的收敛性能,发现正向递推公式的3种散射截面当x较大时都会出现发散现象,而倒递推公式和赵递推公式都收敛,另外也分析了截断项数的容错性,分析表明赵递推公式对截断项数有最好的鲁棒性。通过上述分析,表明赵递推公式有着最广泛的适用范围与最准确的精度。

无线电波传播年平均到最坏月统计转换模式研究

最坏月分布特性是无线电系统设计和研制过程中需要考虑的重要指标,大多数无线电气象数据和传播数据只能提供年平均分布概率,这就要求提供最坏月分布和年平均分布之间的转换模式.本文首先给出了包含累积分布和互补累积分布完整的最坏月概念.然后分析了对流层散射传输损耗、降雨率和雨衰减、地面视距链路多径衰落等多种电波环境和传播特性的年平均和最坏月概率转换关系,并通过对比分析给出了最优的模型参数,其对应的均方根误差最小,其中对流层散射和雨衰减的均方根误差小于10%,同时论证了雨衰减的转换关系可以由降雨率的转换关系得到.本文的研究将有力支撑无线电系统的最坏月设计.

地空雨衰减预报新模式比较

地空雨衰减预报模式一直是10GHz以上频段地空传播特性研究的重点,2003年中国和英国分别向ITU-R提交了两种地空雨衰减预报改进模式.本文介绍了其改进之处,并按ITU-R的要求,对这两种新模式进行了比较,比较结果表明中国模式具有更好的预测精度.

“无线电气象学研究新进展”专题前言

无线电气象学是研究天气现象对无线电传播影响规律的一门交叉学科,它主要研究各种气象变化对无线电波的影响,并通过温湿压、折射率、降雨率等无线电气象参数来表征其关系与特点,从而为电波传播预测提供基础数据.无线电气象参数时空分布的复杂性往往是导致电波传播模型主要预测误差的关键因素,因此无线电气象参数的准确性决定了电波传播模型准确度的上限.随着无线电系统对于电波传播保障需求以及效应评估预报的提升.

雾对10.6μm红外辐射的衰减特性研究

基于gamma雾滴尺寸分布模型及辐射雾和平流雾含水量与能见度的经验关系 ,计算并回归得到了平流雾和辐射雾对 10 6 μm红外辐射的衰减与含水量和能见度的关系 ,其对浓辐射雾得到的雾衰减与含水量的线性关系与文献所给实验结果和半经验公式均有很好的一致性 .最后对雾的红外衰减和可见光衰减进行了比较 ,结果表明浓平流雾对 10 6 μm红外辐射的雾衰减大于可见光的雾衰减 .