负仰角光学观测的大气折射修正

由于大气压强、温度、湿度分布的不均匀性,使光线在大气中的传播发生弯曲,产生大气折射现象。大气折射对光学观测产生不可忽略的影响,需进行大气折射修正。当观测仰角为负且绝对值较小时,光轨迹曲线将出现极值点。这时,通常所用的积分修正方法无法使用,因而负仰角观测的大气折射修正计算成了难题。本文提出了分段计算、切线递推公式、测站至目标间地心角和视在高度计算等新计算法,从而较好地解决了负仰角(特别是小负仰角)观测的大气折射修正计算问题。     

负仰角光学观测的大气折射修正

由于大气压强、湿度分布的不均匀性，使光线在大气中的传播发生弯曲，产生大气折射现象。大气折射对光学观测产生不可忽略的影响，需进行大气折射修正。当观测仰角为负且绝对值较小时，光轨迹曲线将出现极值点。这时，通常所用的积分修正方法无法使用，因而负仰角观测的大气折射修正计算成了难题。本文提出了分段计算、切线递推公式、测站至目标间地心角和视在高度计算等新计算法，从而较好地解决了负仰角（特别是小负仰角）观测的大     

一种基于海上探空气象数据的大气折射率模型

针对测量船精度鉴定中电波折射经验模型修正精度较差的问题,在双指数大气折射率模型的基础上,通过对测量船历次任务的100多次探空气象数据进行处理,回归分析得到干项和湿项特征高度与海平面气象参数的关系式。试算结果表明:基于该模型用射线描迹法计算折射修正量,其计算精度与事后数据处理采用的计算方法相当,距离、仰角修正后的最大残余误差约为3%,满足了测量船在三大洋任意海域的精度鉴定需求。     

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(5°以上)的情况。本文给出了适用范围广、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。     

一种电波折射实时修正新方法

针对现有实时电波折射修正方法的不足,通过对距离和仰角电波折射误差影响因素进行分析,充分考虑各测站气候的差异,建立与测站历史气象数据相关的修正模型,并在此基础上提出了一种关于对流层电波折射实时修正新方法。同时以实测数据为例,对该方法和其他传统方法的修正效果进行比较,结果表明该方法同时具备实时数据处理的速度和事后数据处理要求的精度。     

电波折射误差实时修正方法研究

目前的实时弹道处理过程中,由于获得探空气象数据比较困难,电波折射误差均采用各种简化方法进行计算,因而大气折射误差计算的精度不高,修正效果不佳。针对这种现状,本文提出了基于双指数模型的射线瞄迹法计算大气折射误差。试算结果表明,该方法的计算精度与事后数据处理所采用的电波折射误差修正方法相当,且能够满足实时处理的时间要求。     

深空站大气折射修正模型建模及试验验证

针对现有对流层大气折射模型在特定地区适应性不强的问题,基于电波大气折射效应原理及经典大气模型,分析了对流层大气折射误差估计模型及其投影函数,用历史气象数据分析了某地区气候特点,证明了修正模型在该地区应用的可行性。然后,利用多项式拟合方法得到了深空站地区大气折射统计模型,利用非线性回归方法得到了深空站地区大气折射修正量的解析近似模型。最后,用实测数据对以上两个修正模型进行了试验验证。验证结果表明,统计模型稳定可靠,解析近似模型测量精度高,能够满足不同条件下深空测控及VLBI观测中电波折射修正的需求。     

水汽对折光修正精度的影响分析

针对当前部分折光修正的工程应用常常忽略水汽影响的现状,选取了国内4个不同地域的气象站点,基于1995年的数百组历史气象探空数据,利用射线描迹法分别仿真计算包含水汽和忽略水汽2种情况下由于大气折射引起的测距误差和测角误差,并对这4个站点不同仰角和不同时间的测距偏差和测角偏差进行统计分析,结果表明：水汽是构成测量残差的一个重要误差源,对于精度要求较高的折光修正系统,水汽的影响不能忽略.该分析结果可为其他需要考虑大气折射效应影响的高精度光学测量工程领域提供参考.     

卫星激光测距中的大气折射修正

大气折射会使卫星激光测距(SLR)系统产生显著的误差。可用两种方法来修正这些误差。光线轨迹证明了基于地面压力、温度以及相对湿度测量值的大气模型,当仰角大于20°时,可精确到几个厘米以内。此模型中的残差主要是由折射率的水平梯度而产生的。尽管导出了几种模型来预测这种梯度影响,但初步研究表明它们对地形影响很敏感。大气湍流能使折射率产生随机起伏,但在仰角低于10°时仅产生厘米级的误差。双色脉冲系统能直接测量出卫星测距中的大气延迟。该系统需要用锁模多频激光器和基于高速扫描摄影机的接收机,目前可以0.5cm以上的精度测量大气延迟。     

大气水平不均匀条件下电波折射修正法——辐射计法

对于大气水平不均匀性较大的地区,用59型探空仪测量大气剖面,然后用大气球面分层法计算电波折射误差,其精度不会太高。本文提出了用微波辐射计直接测量电波传播路径上大气辐射亮度温度而得到电波折射修正量的方法——辐射计法。由于辐射计法是直接在电波传播路径上进行测量,直接反应大气的空间结构和时变特性,并且不需要施放探空仪,具有方便、灵活、实时、全天候和修正精度高等优点,因此是一种非常实用的高精度电波折射修正方法。     

大气水平不均匀条件下电波折射修正法——辐射计法

对于大气水平不均匀性较大的地区,用５９型探空仪测量大气剖面,然后用大气球面分层法计算电波折射误差,其精度不会太高。本文提出了用微波辐射计直接测量电波传播路径上大气射亮度温度而得到电波折射正量的方法－辐射计法。由于辐射计法是直接在电波传播路径上进行测量,直接反应大气的空间结构和时变特性,并且不需要施放探空仪,具有方便、灵活、实时、全天候和修正精度高等优点,因此是一种非常实用的高精度电波折射修正方法。     

低仰角大气折射误差对初轨精度的影响分析

针对在交会对接任务中测量船使用的电波折射经验模型存在低仰角跟踪测量修正精度差的问题提出改进思路,在模型中引入基于天顶延迟的拟合算法优化修正模型,提高了船载雷达低仰角跟踪时距离的修正精度,满足了测量船数据处理的精度需求。用新方法处理数据,计算的轨道根数半长轴外符合误差平均降低了605m,有效提高了测量船定轨精度。     

单脉冲雷达测量的电离层折射修正的研究

当目标在电离层飞行时,单脉冲雷达的测量电波会受到电离层的折射影响。由于电离层是一种磁离子介质,与低层大气介质的物理特性不一致,对电波造成的折射影响也不同。本文首先介绍电离层折射误差的计算方法,然后分析雷达测量仰角和目标高度造成的折射误差,并比较不同的电子浓度剖面对雷达测量的影响。     

大气折射对电视制导导弹定位精度的影响分析

为了提高电视制导导弹的定位精度,有必要研究大气折射效应的影响。基于大气折射率模型,采用高精度的4阶Runge-Kutta光线追迹方法,以定位误差和俯角误差为大气折射效应的评价标准,建立了电视制导导弹大气折射误差模型,并通过探空仪实测大气参数验证了模型的有效性以及精度测试验证了算法的可靠性。基于该模型,仿真分析了不同发射高度和俯角对定位精度的影响规律。研究结果发现：高海拔时,基于三段模型的大气折射误差要小于其他模型;相同高度下导弹发射的视在俯角扩大10倍,由大气折射造成的定位误差和俯角误差将分别缩小1 000倍和10倍;5 km高度、视在俯角为30°时的定位误差已减小到2 m以内。研究结果表明,该方法可以辅助电视制导导弹的设计,对提高其精确打击能力具有重要意义。     

基于解析法的用户差分距离误差解算方法(英文)

为了进一步增强星基导航系统的完好性性能,提出了一种基于解析法的用户差分距离误差计算方法。文中首先介绍了卫星时钟和星历改正数的计算方法,认为计算用户差分距离误差的关键是查找卫星服务区域内的最差用户位置。通过变换卫星时钟和星历误差协方差矩阵,将查找最差用户位置变换成一个解析几何问题,通过数学推导得出最差用户位置的解析式,进而求解用户差分距离误差。通过计算机仿真对比了解析法和遍历法之间的性能差异,结果表明:解析法的正确性由遍历法得到了验证,解析法可以减少90%的运行时间并且具有更低的计算复杂度,便于工程实现。     

电波折射修正中大气剖面的获取方法研究

提高电波折射修正精度的关键是获取精确的大气剖面。本文分析了几种获取大气剖面的方法及误差。结果表明，用综合法获取的大气剖面误差较小，更适用于高精度电波折射修正。     

对流层大气折射误差的微波辐射计修正

目前,雷达的目标跟踪定位、卫星的测控定轨等对大气折射误差高精度修正的要求越来越高。针对传统大气折射误差修正方法的成本高、实时性差等问题,研究利用对水汽和液态水含量敏感的双通道微波辐射计测得的辐射亮温来反演大气折射率的方法。对微波辐射计的反演结果和探空数据的结果进行比较,计算不同海拔高度上反演的平均偏差和均方差,发现利用微波辐射计反演得到的折射率剖面与探空值吻合较好,验证了此方法的可行性。同时介绍了微波辐射计新的定标方法和微波辐射计对于水平不均匀大气的折射误差修正方法。     

地基单站GPS探测大气折射环境

基于地基单站双频GPS接收机,提出了实时遥感探测大气折射环境（包括对流层折射率剖面与电离层电子密度剖面）的方法,并经过实验验证可行。在对流层方面,改进精密单点定位技术使得对流层低仰角斜延迟可以实时解算,然后利用相关向量机方法反演得到对流层折射率剖面;在电离层方面,采用Kalman滤波技术消除硬件延迟得到电离层TEC,基于IRI模型,利用遗传算法反演得到电离层电子密度剖面。此研究为大气折射环境的实时、高效、低成本探测提供了一种新手段。     

数值法修正雷达高仰角动态滞后误差研究

脉冲雷达在高仰角跟踪过程中存在不容忽视的动态滞后误差,该类误差的存在严重影响到雷达数据处理和弹/轨道精密确定。目前外测数据处理领域采用的基于误差电压和定向灵敏度的动态滞后误差修正模型,修正效果不理想。本文提出了一种用数值法修正雷达高仰角动态滞后误差的方法,并用任务实测数据进行了模型验证,结果显示这种方法能有效地降低动态滞后引起的误差。     

火箭喷焰引起的电离层扰动及其对主动段折射修正的影响

本文介绍了火箭喷焰引起的电离层扰动及其对主动段无线电测量数据折射修正的影响。针对某一高弹道及电离层电子含量(TEC)的测量结果,给出了电离层扰动状态下的距离误差及距离变化率折射误差的估算值。局部地区电离层的水平成层结构在喷焰的作用下会遭到破坏,使电离层折射修正复杂化。本文对这种扰动状态电离层进行折射修正提出了几种设想,并对各种修正方法适用性进行了初步分析。