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。

低太阳高度角条件下的天空偏振模式模拟及大气折射影响研究

为模拟低太阳高度角条件下的天空偏振模式,自主开发了考虑大气球形几何及大气折射效应的辐射传输模式VSPART,并将其运用于漫射光偏振特性仿真.在模式中,基于射线追踪法实现了光线传播轨迹的追踪和入射光偏振态及透过率的计算,基于矩阵算法实现了辐射传输方程的求解.将VSPART模拟结果与基准值、SPDISORT模拟值进行了比较,验证了模型的准确性.在瑞利散射大气和含气溶胶大气条件下,模拟并分析了漫射光偏振度及偏振方向的分布特征,讨论了大气球形几何及折射效应对天空偏振度的影响.结果表明,低太阳高度角条件下,随着波长增加,瑞利散射大气对应的偏振度整体随之增强,中性点向大天顶角方向移动;气溶胶的存在并不改变天空偏振度分布特征,但对偏振方向影响显著,随着光学厚度的增加,天空偏振度值迅速降低;中性点的偏移可能与低阶散射过程紧密相关;大气球形几何和折射效应的主要影响区域为地平线区域、两中性点附近及天顶区域;瑞利散射大气条件下,随着波长增加,大气球形几何及折射效应的影响逐步减弱,特别在中性点附近及天顶区域,其影响逐步消失;随着气溶胶光学厚度的增加,其影响随之增强.

大气折射对甚高频闪电定位的影响分析

利用GPS探空仪实测数据计算大气折射率的高度廓线,建立大气折射误差模型。并分析大气折射效应对方向交汇、到达时间差以及综合法3种甚高频闪电定位方法测量精度的影响。结果表明,对于定位距离,大气折射对方向交汇法的影响最大,误差最大值可达到116.52 m,平均误差为30.18 m;大气折射对时间差法的影响最小,误差最大值约为44.70 m,平均值为12.32 m;对综合法的影响介于二者之间,误差最大值约为58.90 m,平均值为16.74 m。在综合法中,选取离闪电源较远测站进行方向交汇的定位误差是选取较近站点的定位误差的1.6倍,因此应当选取近站点。考虑到GPS授时误差,要保证大气折射对闪电定位造成定位误差小于GPS时间同步带来的误差,3种闪电定位方法的站间距应分别不大于28 km、60 km、45 km。

关于光波折射修正方法的研究

光波折射修正方法是针对靶场所进行的超低空海防型导弹试验 ,依据射线理论 ,费尔马原理及斯奈尔定律 ,在后期数据处理中对光波折射所带来的系统误差进行有效的修正 ,从而提高数据处理精度和数据的可信度 .

大气折射对雷达测角的影响

在雷达测角精度计算时,大气折射会对其产生巨大影响,这一影响会成为对雷达系统性能的制约性因素。针对这一问题,论文研究分析了电磁波在对流层中的折射模型,并对电磁波的传播特性提出了两种假设:电磁波在大气中进行传播时,是按照圆弧曲线和非圆弧曲线的方式进行的。基于这两种假设,论文采用了两种不同的修正方法,并通过试验对这种修正方法进行了验证。试验结果表明,两种修正方法都能够提高雷达的测角精度,且按照非圆弧修正方法进行修正的效果更好。该研究对于理解大气折射对雷达测角的影响具有重要意义,为提高雷达系统性能提供了技术支持。

第十届国际天文奥赛实测试题

低年组和高年组 1.大气折射，天顶距（Z）的定义是从天体到观测者的天顶的角距离（在天项时Z=0°,在地平时Z=90°）。大气折射效应会使天顶距的测量值（Zri）与实际的天顶距（Zt）相比有所减小，减小的值为R（以角秒为单位）。下表可以用于海平面处温度为10°时的观测，对于小于某个值ZF的天顶距Zm，一个近似的计算公式是：