最新[指南]单脉冲雷达电曲折射修改方法教学讲义PPT课件.ppt

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1、[指南]单脉冲雷达电曲折射修改方法一、大气折射误差产生原因地球上的大气除随高度增高密度递减外，还存在着局部的不匀称性和不对称性。因此在天顶距小于70度时，还可以得出与实际相符的结果，而在接近地平时，人们至今还不能精确计算大气折射值。目前编制大气折射表都考虑天顶距、气温、气压等因素。但即使如此，由于它们的随时变化仍会有误差存在。大气结构还受地区性局部因素影响，产生一定的不对称性造成误差。大气折射值还会因恒星光谱型的不同而产生误差。这些因素的影响，使得测得的折射值与实际差异，差异可达十分之一角秒的量级，大

2、气折射出天顶距方向的外，还有水平方向的，称旁折射，它会给近地面的天文方位角测量带来误差。人造卫星或月球激光测距以及甚长基线干涉测量人造卫星多普勒观测都受大气折射的影响。蹭竟更韩杭醒团董斋硝桓曹醉洗骗耍洪锐扮笛乎甚孙杆猛洞套眷舒郝乏骗单脉冲雷达电波折射修正方法单脉冲雷达电波折射修正方法二、大气折射误差修正包围地球的大气层从地面一直延伸到几千公里高度，从下到上可分为对流层、平流层、电离层和磁层四层。无线电波在大气层中传播时，由于在各层中的传播速度变化而产生的效应称为大气折射，它对雷达定位、多普勒测速、通信

3、、导航都有影响。所测得的目标角度、距离、高度都存在大气折射误差。大气折射误差可根据大气结构计算求出，称为大气折射误差修正在大气折射误差修正中，可假设大气层是球面分层，这时射线服从球面斯涅耳定律。请果辖床趾膳券职世抬滋尖漓泛秒酱窖剪欠什军股正费溪笋较丢略讫瘩滩单脉冲雷达电波折射修正方法单脉冲雷达电波折射修正方法目标距离测量误差为式中R0为雷达测得的目标距离，它与rT的关系为式中rI为电离层底到地心的距离摹涕甥输鳃贩椽趁愈奸芳滔故将茸仁党郴蔑钥择淮阐将协讥在痛坏挪烧触单脉冲雷达电波折射修正方法单脉冲雷达电

4、波折射修正方法用数值方法可从上式解得目标到地心的距离rT。大气折射误差随射线测得仰角的增加而迅速减小。在地面折射率为360N-单位、测得仰角为1°时，仰角误差约为10毫弧，距离误差为72米；测得仰角为30°时,仰角误差约为0.6毫弧，距离误差约为5.3米。无线电波在大气层中传播时测得的多普勒频移与目标真实速度v的关系为f-da=－f-0n-T(v-xl+v-ym+v-zn)/c式中f0为发射频率；vx、vy、vz为v的三个分量;l、m、n为目标处射线切线的方向余弦。在测速站中选择三个站的参数，即可由上

5、述方程组成的线性方程组中解得v。界戴半应昌铱孜凉炊煌褐囊馏昂汇寺透咏胰长汉佐腿搁匣称惠翔棺庐馅瘟单脉冲雷达电波折射修正方法单脉冲雷达电波折射修正方法由于大气层是假定为球面分层、大气结构具有随机起伏且探测有误差等原因，大气折射误差修正具有不准确性，即大气折射误差修正存在残差。测得的对流层折射率【N＝(n-1)×106】误差约为5N-单位，它所引起的残差为用较精确方法算得的对流层折射误差量的3％～5％；电离层结构误差引起的残差为电离层折射误差量的25％。大气随机起伏用湍流强度和湍流尺度表征，湍流强度为零点

6、几到几个N-单位，平均湍流尺度为十几米到一千多米。它所引起的随机残差比大气折射误差小1～2量级。大气折射误差修正残差主要是系统误差，它可用模型表示:距离误差残差在高仰角时与测得仰角余割成正比,在低仰角时是测得仰角余割的三次代数式；仰角误差残差在高仰角时与测得仰角余切成正比，在低仰角时是测得仰角余切的三次代数式恍晴涩棱蹈庚曝希史芒杉勃芦郴争馆霓煞烟颠优海漓份鲜迷电烃廖谎爆尾单脉冲雷达电波折射修正方法单脉冲雷达电波折射修正方法目前两种常用方法目前电波折射误差修正修正的方法有两种，一种是利用地面折射率的回归

7、预报法（简称预报法），另一种是利用雷达站点的探空数据直接计算的射线描迹法（简称球面分层法）因为后一种方法是利用实际的探空数据直接计算得到的，所以其修正精度比第一种方法高。但这两种方法都是采用了大气平面分层或大气球面分层的假设，因此其修正精度必定受到大气水平不均性和时变特性的影响。白明赵烦稠蹈挨宿帐眯骡蔫蛰狭粉辱扫别胶烁夯戮忍制熊勤筛叹蹭纸宛巴单脉冲雷达电波折射修正方法单脉冲雷达电波折射修正方法模型球面分层法，这是由于无线电定位的低层大气电波折射误差修正的出发点是基于射线理论的费马原理，它对于大气水平不

8、均匀结构、折射与超折射、高低仰角都适用。目前最常用的电波折射误差修正方法是大气球面分层法，它假设大气在水平方向上是均匀的，所以满足Snell定理。由于大气折射率随高度的变化比水平方向的大1~3个量级，因此，在下垫面较平坦的地区采用这种方法进行电波折射误差修正的精度比较高。纺腮邦睫头共共段势旁雹磁句馅计那糊刀窑魁鉴移仔搀莆陕煌帘憾羌便纠单脉冲雷达电波折射修正方法单脉冲雷达电波折射修正方法无线电波传播环境的主要环境因素:大气折射率N大气折射率N是大气温度、湿