顾及地球曲率及椭球高的GNSS-R几何计算方法

全球卫星导航系统反射测量(GNSS-R)技术中,观测几何计算不仅涉及GNSS反射信号的在轨实时处理,而且与观测值的地理位置计算直接相关,对其进行精确计算十分重要。当前GNSS-R技术逐步向陆地场景拓展,已有几何计算方法难以满足多场景(海洋、陆地、冰川等)应用的需求。针对此,本文提出了一种顾及地球曲率和椭球高的几何计算方法。该方法同时也集成了一种镜面点初始估计模型,在不同轨道高度(300~900 km)和观测几何条件下,初始估计误差精度可降低至5 km以内。本文方法可基于WGS-84椭球面和顾及反射面椭球高精确计算镜面反射点,精度可控在1 mm以内,计算效率相比已有方法有显著提升,可对未来考虑地形高度的高效计算需求提供借鉴。本文方法通过变换迭代方程可进行反射信号的几何路径计算,实现从反射信号延迟观测到镜面反射点和椭球高的一体解算。与已有方法相比,本文方法考虑了地球曲率及反射点随椭球高度变化的空间偏移误差,可避免测高应用中测量值定位不准确的问题。

基于地球曲率的雷达地形遮蔽盲区计算

针对已有的雷达地形遮蔽盲区计算方法中地形建模不够准确,或者算法通用性不强等问题,提出基于地球曲率的雷达探测空间计算算法。首先,分析地形遮蔽下的雷达探测效果;然后,定义了雷达最低可见角。在此基础上,计算雷达在不同地点上空的俯仰探测角度范围,进而得到雷达在不同地点上空的高度探测范围。仿真结果表明该算法通用性强、易于实现,且时间复杂度低,具有较高的应用价值。

考虑地球曲率情况下测向定位系统中的最优交会角

考虑地球曲率的情况下,研究了不同量测误差条件和最小圆概率误差(CEP)意义下被动测向交叉定位系统中的最优交会角。首先,得到了与圆概率误差对应的目标函数的稳定点。然后,基于二元函数的极值性检验得到了最优交会角。在最小圆概率误差意义下,最优交会角与2部被动传感器的测角误差方差倍数k有关且仅当该倍数≥0.5时,可行的最优交会角才存在。得出的结论对实现多个被动传感器的优化选择和合理布站,提高目标定位精度有一定的理论和实际意义。

也谈三角高程测量中地球曲率的改正

分析了“测量中地球曲率改正的严密计算方法”一文的严密计算公式,从光电测距和坐标反算两方面讨论了水平距离的计算,提出了曲率改正的实用计算方法。

考虑地球曲率影响的重力中间层校正计算及其精度分析

介绍一种考虑地球曲率影响的"球冠模型"重力中间层校正算法,并通过不同算例对比该算法与以往"圆柱体模型"算法之间的差值。结果表明,其差值的数量级最大可达0.4mGal。

航迹模拟中近似地球曲率半径的误差分析

介绍了在航迹模拟中,一条航迹在一定范围内对应的地球等效半径,可以近似为目标所在的纬度的地球曲率半径.由于在一定范围内,航迹可能处于不同的纬度,对应的地球曲率半径也因此不同.通过对不同纬度的地球曲率半径对航迹所产生的影响进行分析,说明了不同纬度所对应的地球曲率半径可以近似为地球等效半径,因此减少了计算量.

基于DEM机载雷达图像仿真中地球曲率的影响

研究了雷达图像仿真中地球曲率对距离、遮蔽角、入射角计算效率和精度影响的问题。通过平面地面和球面地面下距离误差的分析和比较,确定两种方法的等效性;详细分析了平面地面的地形遮蔽算法产生误差的原因,通过对球面地面计算遮蔽角余弦值进行修正,建立了简化的遮蔽判断模型;考虑地面的高度起伏,给出了更为精确的入射角计算模型。通过仿真比较和实际工程应用的检验,证明了各个算法模型的准确性和合理性,能够产生更为逼真的仿真图像。

机载雷达功能仿真中地球曲率的影响

从机载雷达目标探测过程出发,构建目标回波的单程增益系数和地表漫反射的后向散射系数的数学模型,根据此模型提出机载雷达的相应性能指标。在仿真实验的基础上,分析了地球曲率对目标回波和面杂波功率的影响。仿真结果表明了该模型的正确性和有效性。

地球曲率对远距离声传播的影响

对于远程声传播问题,地球曲率的影响不可忽略.为分析地球曲率对远距离声传播的影响,本文提出了一种地球曲率影响下环境参数的修正方法,该修正方法无需改动现有声场计算模型,具有可移植性好、计算简便的特点.典型环境下的仿真结果表明,由于地球曲率的影响,在会聚区传播中,会聚区的位置向声源方向偏移,会聚区移动随着距离变换近似为线性关系, 1000 km距离上偏移可达10 km;而深海声道传播中,到达结构在时间轴上整体前移,并伴随着在深度和时间轴上的扩展,影响均随着传播距离的增加而逐步增大,1000 km距离上整体前移的幅度可达136 ms.

地球曲率对长周期大地电磁测深法的影响

基于电磁理论,导出了层状球体大地条件下长周期大地电磁响应的计算公式,编制了计算机程序,并对相应理论模型进行正演计算。根据计算结果,分析了地球曲率对长周期大地电磁测深法视电阻率和阻抗相位的影响。理论模型的计算结果显示,随着探测周期的增大,地球曲率对长周期大地电磁响应的影响逐渐增大,视电阻率曲线会明显下降,阻抗相位曲线逐渐趋于90°;在一维情况下,对于目前的仪器测量范围可以忽略地球曲率带来的影响,但随着仪器技术的进一步发展,地球曲率对长周期大地电磁测深法的影响不可忽视。

测量中地球曲率改正的严密计算方法

从球面几何学的原理出发,探讨了测量中地球曲率严密改正的方法,推导出了光电测距三角高程测量、普通三角高程测量的严密计算公式,给出了光电测距三角高程测量、普通三角测量、水准测量的地球曲率改正严密计算公式,给出了相应的观测斜距、观测平距、视线水准面上大地线长、大地水准面(或参考椭球面)上大地线长间的严格数学关系。

光学设备测角数据地球曲率修正模型研究

针对地球曲率对光学设备测角数据的影响,在深入研究现有测角数据地球曲率修正模型的基础上,提出了基于坐标旋转变换法研究新思路,建立了地球曲率修正精确模型。通过对新模型的讨论分析和与以往模型进行对比,结果表明可有效提高光学设备的测量精度和测试布站的灵活性,特别适用于光电经纬仪和宽视场光学设备高仰角测量时高精度数据处理。

消除地球曲率对超大型导管架高程影响的方法

超大型导管架尺寸巨大,坐标控制网分布更广,运用传统坐标控制网测量卧式建造超大型导管架高程时,地球曲率会带来较大的高程误差,不能保证超大型导管架尺寸精度。针对传统坐标控制网测量超大型导管架不能有效消除地球曲率带来的高程误差问题,提出一种基于一站式坐标控制网的三维坐标转换方法,该方法用高精度全站仪在一个位置测量全部站点坐标,在导管架卧式建造过程中通过站点三维坐标转换将被测点转换到一站式坐标系中,有效消除地球曲率对导管架高程的影响。超大型导管架高程测量实验结果表明,运用基于一站式坐标控制网的三维坐标转换方法,无论全站仪架设在任何位置,高程测量值都基本一致,消除了地球曲率导致的高程误差。基于一站式坐标控制网的三维坐标转换方法对于超大型导管架尺寸精度控制具有重要作用。

顾及地球曲率和大气折光的全站仪观测距离精密归算

在采用全站仪和GNSS进行精密工程测量时,需要利用全站仪对GNSS观测的基线长度进行检验。为了便于距离对比,需要将全站仪直接观测得到的仪器与棱镜间的距离归算为标志点间的距离。由于受大气折光的影响,全站仪瞄准棱镜的实际视线与理想视线存在垂直角度差,进而对全站仪的距离归算带来误差。本文推导了顾及地球曲率和大气折光影响的全站仪观测距离的精密归算公式,提出采用全站仪对向观测进行大气折光系数反演的方法,为全站仪距离的精密归算提供了理论及实践指导。此研究成果解决了GNSS与全站仪基线长度的基准统一及精确对比问题,该方法为全站仪平面网观测中平距观测值的精确获取提供了重要的应用方案。

地球曲率对远程火炮测地诸元的影响

远火系统射程远,作战半径大,其测地诸元的确定与传统的方式将有很大的区别。而我炮兵部队在远火的射击保障方面还没有考虑地球曲率对测地诸元的影响,本文在考虑地球曲率的前提下提出一种确定测地诸元的方法,使之能够为远火射击提供高精度的测地诸元,希望能对部队训练有一定的借鉴意义。

考虑地球曲率的三维目标APBR跟踪算法

针对机载被动双基站雷达(Airborne Passive Bistatic Radar,APBR)三维目标跟踪问题,提出一种杂波环境下考虑地球曲率的航迹起始与目标跟踪算法。在地心地固坐标系中建立包含地球曲率的目标运动模型和测量模型。利用多帧测量构建对数似然比函数,并通过遗传算法求解最优值,获得目标的三维状态初值。最后,利用概率数据关联结合扩展卡尔曼算法对杂波环境下的目标进行状态估计。仿真结果表明,所提方法比不考虑地球曲率的方法能获得更好的估计性能。

地球曲率半径取值精度对控制测量精度的影响分析

在电磁波测距高程导线,四等和一、二级电磁波测距导线等常规控制测量作业中,高差计算、水平距离的参考椭球面归算以及参考椭球面边长的高斯平面改化计算均与地球曲率半径有关。通过探讨地球曲率半径取值精度对控制测量精度的影响,以满足控制测量精度要求为前提,得出地球曲率半径取值精度的统一认识。

地球曲率对线路测量的影响

通过地球曲率对水平距离和高差测量的影响,分析了线路工程测量作业过程中采取何种作业方法来消除和削弱这一影响。

地球曲率对地球同步卫星影像的像移影响研究——以面阵CCD为例

地球曲率导致了地表点与地球切平面之间存在投影距离,从而引起CCD像点的偏移。本文以能够进行不同倾角拍摄的地球同步卫星面阵CCD相机为研究对象,结合其成像模式与几何原理,分析了地球曲率对像点造成的影响,理论推导出了地球同步卫星面阵CCD变形的一般公式,并根据模拟数据进行了定量分析,给出了不同倾角下地球曲率的影响值。实验结果表明,随着倾角的增大,地球曲率引起的像点偏移量越大,当倾角为8°时,像点偏移最大值达到了430.064 4个像素,因此,必须改正地球曲率的影响。实验结果为今后该类型卫星影像的应用提供一定的指导意义。

光电测距仪在矿山对气象误差、大气折光、地球曲率的影响分析

该文通过光电测距仪,对井下气象、大气折光、地球曲率改正参数的影响分析,计算出有关参数,从而可知在光电测距中必须十分注意气象等因素的影响。