测量雷达对流层大气折射误差修正方法研究

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1、专题技术与工程应用测量雷达对流层大气折射误差修正方法研究武征，潘佳梁，胡梦中(中国人民解放军92941部队，辽宁葫芦岛125000)摘要测量雷达在跟踪测量飞行目标时，受对流层大气折射影响会导致其测量产生误差。就测量雷达对流层大气折射误差进行了分析，阐述了误差产生原因及修正模型，同时根据实际提出了一种适应海上环境的对流层大气折射修正模型，在实际雷达测量中得到了有效利用并验证了其可行性。关键词对流层大气折射；测量雷达；误差修正中图分类号TP393．9文献标识码A文章编号1003—3106(2014)02—0073—04ResearchonTroposphereRefractionEr

2、rorCorrectionofMeasurementRadarWUZheng，PANJia—liang，HUMeng—zhong(Unit92941，P，HuludaoLiaoning125000，China)AbstractWhenthemeasurementradartracksthetarget，themeasurementwillbeaffectedbytroposphererefraction，resultinginmeasurementerror．Thispaperanalyzestheerroroftroposphererefraction，andexpoundst

3、heerrorreasonandtheerrorcorrectionmode1．Finallyacorrectionmodeloftroposphererefractionsuitableformaritimeenvironmentisproposed．Inthepracticalradarmeasurement，theavailabilityandfeasibilityofthismodelisproved．Keywordstroposphereatmosphericrefraction；measurementradar；errorcorrection这种方法对于测量雷达的误差

4、修正精度还不够。0引言本文考虑到修正的实时性和快速处理要求，通测量雷达主要对一些飞行在地球表面内层空间过获取试验地区长期气象水文信息及大量雷达测量的飞行目标进行跟踪测量，具有作用距离远、能单台数据后，给出了一种新的对流层大气折射修正方法。定位和全天候能力强等优点。雷达跟踪测量的目标并在雷达测量中运用此方法，使雷达测量精度得到高度大多在10km以下，因此，雷达跟踪测量的仰角了明显的提高。一般不超过20。，且有相当一部分时间跟踪测量仰1对流层大气折射误差修正模型角在3。以下¨’。众所周知，这种情况下，测量雷达测得的斜距和俯仰存在着较大的电波大气折射误1．1测角误差及修正模型差，且大气

5、折射误差远远大于设备的测量误差。对流层对电波折射一般只引起仰角误差。低空在目标探测、航天测控等领域大气折射修正应时，传播路径的弯曲常可以用等效地球半径来矫正。用较为广泛，文献[3]分析了对流层大气折射率的所谓等效地球半径是用4／3倍地球半径代替，然后变化，采用Hopfield折射率模型，给出雷达与地面目电波传播就可以按直线计算了，计算结果的误差不标之间视在距离的计算方法，给出x波段和Ku波大于5％，适合用于对流层内低仰角目标。这种段在不同分辨率下的最大作用距离。文献[4]介绍计算是根据大气折射率Ⅳ随高度按线性下降得到了雷达测量仰角和距离数据的大气折射误差，并对的，称之为线性模型。

6、线性模型基本上符合于低层弹道导弹弹道和卫星轨道计算精度的提高提供了依大气的结构。当高度超过1km后，用线性模型计算据。文献[5]提出了一种雷达大气折射误差修正快Ⅳ值的误差会迅速增大，使仰角误差计算不准。实速算法，这种计算方法计算速度快，满足实时计算的际探测资料表明，指数模型更符合大气的平均结构，即Ⅳ值随负的指数降低。按照地面折射率N=313要求，但精度较数值迭代法要略差。文献[6]提出了一种对流层大气折射修正方法，采用快速迭代方的指数模型如图1所示。法进行折射修正，既保证了精度，又提高了速度，但收稿日期：2013-11—042014年无线电工程第44卷第2期73专题技术与工程应用

7、1．2测距误差及修正模型对流层折射产生的测距误差包括2个分量：①由于在对流层中传播速度的减慢所引起；②由于传播途径的弯曲所引起。一般情况，后一分量的影响很小，主要是前一分量，按照指数模型N=313的大气所计算出的斜距误差如图2所示。。。图1按照指数模型大气计算出的仰角误差文献[7]给出了一些经验计算公式，对仰角超过5。以上远超出大气层的目标，折射误差△E可近似表示为：AET=N。cote×10一tad。式中，Ⅳ为雷达所在地地面折射率。仰角小于5。时，上式计算误差较大，需要加以修正