空间目标监视雷达大气折射修正技术研究

无线电波在大气层中传播时,大气介质的不均匀分布会对电波产生折射效应,从而影响雷达的探测精度。对于航天目标的雷达探测,影响无线电波的介质主要是电离层。本文利用实时TEC数据同化的方式,建立了电离层电子密度现报模型,实现了电离层折射率剖面的实时构建。在此基础上,利用射线描迹法完成了航天目标雷达探测的折射误差修正。结果表明,相对于单纯使用电离层经验模型-国际参考电离层(International Reference Ionosphere,IRI)模型,利用电离层同化现报模型建立的电离层折射率剖面可大大提高折射误差修正的精度。

卫星目标光学测量大气折射修正

本文从实测的大气参数廓线出发，讨论了对卫星目标进行光学定位捌量时，进行大气折射误差修正时的几个问题，如大气色散、大气湍流和大气水平不均匀性等对折射修正的影响．首先计算了不同仰角下卫星目标光学测量的大气折射修正量的大小，讨论了用不同波长测量时大气色散所造成的修正量的偏差．同时还讨论了大气湍流、大气水平不均匀以及大气条件及昼夜变化等气象因素所引起的折射修正误差．

基于3R及大气折射修正的目标高度定位精度研究

雷达测得的距离信息不需要转化,可直接用于目标定位,具有较高的精度,但高空中的大气折射会给测距带来干扰,降低目标的定位精度。本文利用3R定位模型确定出目标的理想空间位置;与考虑大气折射影响后进行改进的等效地球半径模型相结合,进行海拔高度的求解;将三站计算的海拔高度进行不同的加权处理,得出目标处于不同高度下的大气折射修正值。仿真结果表明,该方法改善和提高了系统对目标的定位精度,进一步增强了系统的作战能力。

低仰角大气折射修正的新方法

常规的大气折射修正方法都作了大气折射率水平均匀分布的假定，只适用于仰角较高的情况。本文给出了适应范围广，修正精度高的低仰角大气折射修正的新方法，并利用验证试验和以往试验任务的实测数据，对该方法的修正效果进行检验。

不同方法计算大气折射修正的差异及原因

对两种常用的大气折射修正公式进行了计算比较,发现其实际计算效果存在较大的差异,并对这种差异进行了分析,找到了其中的原因。

地基空间目标监视雷达大气折射误差修正方法研究

大气介质垂向非均匀分布会使穿行其中的电磁波发生折射现象,尤其是其中的对流层和电离层,可造成电磁波传播延迟及路径弯曲,进而导致地基空间目标监视雷达测距和测角误差。本文基于射线追踪法实现了大气折射误差建模,推导了雷达测距和测角误差关于大气折射指数垂向分布的精确表达式,并详细阐述了地基空间目标监视雷达大气折射误差修正原理及流程,相比于传统的误差近似模型及修正方法,本文所提出的误差模型更准确、修正方法更有效。基于对流层和电离层模型获取大气折射指数垂向分布特性曲线,进行大气折射误差数值仿真,结果表明,本文方法在大气分层不同间隔取值下的误差补偿精度更高、性能更稳健,特别是在低仰角情况下,其性能优势更加明显。

基于格点化大气参数廓线模式的低仰角大气折射修正方法

高精度低仰角大气折射修正方法是提高海陆域光电测控系统全方位测控能力的重要保证。利用光线追迹方法,建立了一种考虑大气空间不均匀性的低仰角大气折射修正方法;对修正方法的影响因素及误差进行了深入分析,包括大气空间不均匀性和湍流对低仰角大气折射修正的影响;给出了不同折射修正精度对应的大气折射率高度分布所要满足的最大误差,修正方法的数据基础为自主建立的基于实测廓线数据的三维空间格点化大气参数高度分布模式。利用建立的修正模型和格点化大气参数廓线模式对典型大气状况下的折射修正结果进行了分析。

机载与星载雷达的电波传播大气折射修正

讨论了球面分层 (水平均匀 )大气层 (含低层大气与电离层 )机载与星载雷达的电波传播大气折射修正 .首先利用射线最低点附近的折射指数剖面作为球面分层大气的折射指数剖面求得雷达的临界视在俯角与射线近地点 ,并给出了考虑折射的雷达视线距离严格表达式 .其次判断待修正的大气折射属于何种情况 ,并利用射线描迹法对所有 1 2种大气折射情况进行了定位修正 .最后进行了测速修正 .

基于NURBS曲线插值的实时大气折射误差修正

提出了一种采用传统的逐点描迹法和NURBS曲线插值方法相结合的技术,对多种可见光测量设备进行高准确度的实时大气折射误差修正方法.该方法克服了逐点描迹法计算量大、无法达到实时计算要求等缺点,尤其适用于全自动胶片判读仪或光电经纬仪中实时数据的大气折射误差修正.

冬季南海北部近岸蒸发波导环境分析

利用南海近岸冬季1月份铁塔气象梯度数据和海面皮层温度数据,对我国南海近岸蒸发波导环境及其影响参数进行了分析.结果表明:整个冬季南海北部近岸蒸发波导环境是变化的,不低于10m蒸发波导平均发生概率为85%以上,平均折射率梯度为-1.7Munits/m,同时日变化特征明显,中午前后发生概率较高为95%以上,平均折射率梯度为-2.0 M units/m,深夜发生概率较小80%左右,折射率梯度为-1.5Munits/m.南海北部近岸风向转换是影响整个冬季蒸发波导环境变化的主要原因.该分析为定量诊断和预报我国南海近岸蒸发波导环境提供依据.

黄渤海及东海北部海域等效蒸发波导特征参量计算方案研究

针对黄渤海及东海北部海域等效蒸发波导特征参量计算方案相关研究匮乏的问题,利用船测气象数据对现有计算方案的适用性进行分析验证。通过引入希尔伯特黄变换进行降噪处理,并采用均方根误差及皮尔逊相关系数进行方案结果比对。同时,考虑到今后波导数据采集的实际情况,对有无“海表面”的数据条件也分别进行了分析。研究结果表明:受气象传感器精度影响带来的探空数据测量误差可以通过希尔伯特黄变换有效地滤除;无论是否引入“海表面”数据,在试验海域,等效蒸发波导的特征参量计算方案使用效果最好的均为Steeneveld等提出的计算方法(方案3),这为日后的研究工作提供了有效的参考。

等效蒸发波导特征量最佳计算方案研究

针对现有等效蒸发波导特征量计算方案在我国海域适用性不足的问题,满足蒸发波导模型检验的需要,本文使用我国沿海实测探空数据,通过误差、标准差的比较,研究了J.F.Howell、S.P.Oncley以及G.J.Steeneveld等学者提出的3种计算方案在不同海域、不同季节的适用性。海域适用性结果表明:南海海域等效蒸发波导特征量的最佳计算方案为G.J.Steeneveld等的方案,而东海海域的最佳计算方案为S.P.Oncley等的方案;季节适用性结果表明,G.J.Steeneveld等的方案在春季的拟合效果最好,S.P.Oncley等的方案在夏、冬两季的拟合效果最好,为后续研究提供了理论基础。