測量雷達(dá)對流層大氣折射誤差修正方法研究

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1、專題技術(shù)與工程應(yīng)用測量雷達(dá)對流層大氣折射誤差修正方法研究武征，潘佳梁，胡夢中(中國人民解放軍92941部隊，遼寧葫蘆島125000)摘要測量雷達(dá)在跟蹤測量飛行目標(biāo)時，受對流層大氣折射影響會導(dǎo)致其測量產(chǎn)生誤差。就測量雷達(dá)對流層大氣折射誤差進(jìn)行了分析，闡述了誤差產(chǎn)生原因及修正模型，同時根據(jù)實(shí)際提出了一種適應(yīng)海上環(huán)境的對流層大氣折射修正模型，在實(shí)際雷達(dá)測量中得到了有效利用并驗證了其可行性。關(guān)鍵詞對流層大氣折射；測量雷達(dá)；誤差修正中圖分類號TP393．9文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號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這種方法對于測量雷達(dá)的誤差

4、修正精度還不夠。0引言本文考慮到修正的實(shí)時性和快速處理要求，通測量雷達(dá)主要對一些飛行在地球表面內(nèi)層空間過獲取試驗地區(qū)長期氣象水文信息及大量雷達(dá)測量的飛行目標(biāo)進(jìn)行跟蹤測量，具有作用距離遠(yuǎn)、能單臺數(shù)據(jù)后，給出了一種新的對流層大氣折射修正方法。定位和全天候能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。雷達(dá)跟蹤測量的目標(biāo)并在雷達(dá)測量中運(yùn)用此方法，使雷達(dá)測量精度得到高度大多在10km以下，因此，雷達(dá)跟蹤測量的仰角了明顯的提高。一般不超過20。，且有相當(dāng)一部分時間跟蹤測量仰1對流層大氣折射誤差修正模型角在3。以下¨’。眾所周知，這種情況下，測量雷達(dá)測得的斜距和俯仰存在著較大的電波大氣折射誤1．1測角誤差及修正模型差，且大氣

5、折射誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)備的測量誤差。對流層對電波折射一般只引起仰角誤差。低空在目標(biāo)探測、航天測控等領(lǐng)域大氣折射修正應(yīng)時，傳播路徑的彎曲?？梢杂玫刃У厍虬霃絹沓C正。用較為廣泛，文獻(xiàn)[3]分析了對流層大氣折射率的所謂等效地球半徑是用4／3倍地球半徑代替，然后變化，采用Hopfield折射率模型，給出雷達(dá)與地面目電波傳播就可以按直線計算了，計算結(jié)果的誤差不標(biāo)之間視在距離的計算方法，給出x波段和Ku波大于5％，適合用于對流層內(nèi)低仰角目標(biāo)。這種段在不同分辨率下的最大作用距離。文獻(xiàn)[4]介紹計算是根據(jù)大氣折射率Ⅳ隨高度按線性下降得到了雷達(dá)測量仰角和距離數(shù)據(jù)的大氣折射誤差，并對的，稱之為線性模型。

6、線性模型基本上符合于低層彈道導(dǎo)彈彈道和衛(wèi)星軌道計算精度的提高提供了依大氣的結(jié)構(gòu)。當(dāng)高度超過1km后，用線性模型計算據(jù)。文獻(xiàn)[5]提出了一種雷達(dá)大氣折射誤差修正快Ⅳ值的誤差會迅速增大，使仰角誤差計算不準(zhǔn)。實(shí)速算法，這種計算方法計算速度快，滿足實(shí)時計算的際探測資料表明，指數(shù)模型更符合大氣的平均結(jié)構(gòu)，即Ⅳ值隨負(fù)的指數(shù)降低。按照地面折射率N=313要求，但精度較數(shù)值迭代法要略差。文獻(xiàn)[6]提出了一種對流層大氣折射修正方法，采用快速迭代方的指數(shù)模型如圖1所示。法進(jìn)行折射修正，既保證了精度，又提高了速度，但收稿日期：2013-11—042014年無線電工程第44卷第2期73專題技術(shù)與工程應(yīng)用

7、1．2測距誤差及修正模型對流層折射產(chǎn)生的測距誤差包括2個分量：①由于在對流層中傳播速度的減慢所引起；②由于傳播途徑的彎曲所引起。一般情況，后一分量的影響很小，主要是前一分量，按照指數(shù)模型N=313的大氣所計算出的斜距誤差如圖2所示。。。圖1按照指數(shù)模型大氣計算出的仰角誤差文獻(xiàn)[7]給出了一些經(jīng)驗計算公式，對仰角超過5。以上遠(yuǎn)超出大氣層的目標(biāo)，折射誤差△E可近似表示為：AET=N。cote×10一tad。式中，Ⅳ為雷達(dá)所在地地面折射率。仰角小于5。時，上式計算誤差較大，需要加以修正