空对地雷达精确定位的电波折射误差修正方法

要利用空中飞行器上武器来攻击地面目标,首先必须对地面目标进行精确定位,然后才能实施精确打击.大气介质的不均匀性使得雷达测量定位产生折射误差,从而影响雷达的定位精度.因此对高精度的雷达系统,必须进行电波折射误差修正.这里采用空中雷达处的大气折射率来预测空中雷达电波传播的大气剖面,再经过电波射线描迹方法推出了一种实用于空中雷达对地面目标精确定位的电波折射误差修正方法.仿真计算表明:俯视雷达与同一传播路径上地基雷达的计算结果很吻合.随着俯视角度的增大,电波折射引起的误差逐渐减小,反之,俯视角度愈小,电波折射误差愈大.当雷达在10 km高度时,5°以下俯角的电波折射误差达10 m以上.     

大气折射引起的雷达定位误差模型

大气折射引起的雷达定位误差是限制雷达精度进一步提高的关键因素之一.针对目前只给出雷达测量参数的折射误差,不能明显给出实际应用中所需要的目标位置偏移误差现状.通过采用我国大气折射率的统计模型和目前公认的高精度的电波折射误差修正方法一射线描迹法,对大气折射引起的雷达定位误差进行了目标位置偏离的计算和拟合,建立了大气折射引起雷达测量目标的位置偏移误差模型,从而为雷达实际使用和精度评估奠定基础.     

基于蒸发波导传播的雷达定位误差研究

大气参数满足一定条件(修正折射率梯度小于0)时会形成大气波导,利用大气波导可实现雷达的超视距探测。由于近海面易形成蒸发波导,利用蒸发波导实现雷达的超视距探测已成为目前舰船雷达最实用的方法之一。雷达电波射线在不均匀大气中传播时会产生折射误差,为提高舰船雷达的定位精度,必须研究雷达在蒸发波导中超视距探测时的大气折射误差。根据电波传播理论,利用电波射线描迹技术,建立了舰船雷达在蒸发波导中实现超视距探测时的大气折射误差模型。仿真实验表明,蒸发波导条件下雷达超视距探测目标时的大气折射误差较大,且计算时不能采用常规的折射误差计算方法。     

低空目标探测中的大气折射误差快速算法

为了利用雷达对低空和超低空飞行器进行精确探测,必须对影响雷达测量精度的大气折射误差进行实时修正。针对目前大气折射误差计算存在处理时间较长、不能满足实时性要求的现状,提出了一种利用虚高进行折射误差修正的快速算法。根据等效地球半径中电波射线为直线的情形推出计算接近目标真实高度的虚高方法,利用虚高将折射误差公式中的积分项分为两部分,最影响折射误差修正处理时间的部分采用一次积分完成,另一小部分利用变步长的迭代方法完成。仿真实验表明,在保证与目前公认高精度的射线描迹法相同的精度条件下,利用虚高进行大气折射误差修正可实现快速计算,计算速度至少提高一倍,且计算速度随雷达仰角的增大而增快。     

对流层电波折射修正的残差模型研究

电波折射修正常用方法是射线描迹法，其修正精度主要取决于大气时空结构参数的精度。本文给出了影响大气结构精度的四种误差（垂直大气剖面测量误差、大气时变漂移误差、大气水平不均匀性误差和大气随机起伏误差）所引起电波折射修正的残差，并给出了某连续波干涉仪系统中电波折射修正的实用残差模型。     

高精度折光修正系统射线描迹快速算法

大气折射误差是影响外弹道测量数据的主要误差源之一.受技术条件所限,大气折射误差修正在线算法常采用简化模型,而高精度的大气折射误差修正往往置于事后数据处理工作中.为适应新形势下折光修正系统数据处理的需求,基于大气折射率随高度的分布特征,引入“虚高”概念,并给出了高度迭代步长选取的新方法.通过与传统方法的比较可知:改进方法在保证大气折射误差修正精度的同时,大大提高了射线描迹算法的运算速度;另外,该仿真结果也可为电波大气折射误差修正的工程应用提供参考.     

单脉冲雷达速度量折射误差高精度修正方法

单脉冲雷达是高精度外弹道测量系统中的一种主要测量设备之一,为了提高其测量精度,对所有测量参数都需要进行电波折射误差修正.针对目前单脉冲雷达测速参数折射误差修正精度较低的现状,在距离和角度折射误差修正基础上,提出了基于方向余弦的速度量折射误差高精度修正方法.首先根据经折射修正后的目标精确位置,利用二阶中心平滑微分方法求出目标的真实速度向量;然后再利用测站、地心的位置得到目标到雷达站、地心的方向余弦,进而求出目标与雷达站间电波射线在目标处切矢方向余弦;最后进行距离变化率的折射误差修正.实验证明,该方法比常用的直接微分方法的精度高出20％,且具有较好的实用性和有效性.     

雷达方位角折射误差修正方法研究

要进一步提高雷达系统的测量定位精度,除了尽力提高硬件精度和优化数据处理方法外,大气环境对雷达测量精度的影响必须考虑。目前进行的雷达电波折射误差修正,几乎都是建立在假设大气在水平方向均匀的条件下,认为雷达测量的方位角无折射误差,其对于下垫面均匀的平坦地区是可行的,但下垫面复杂地区方位角的折射误差必须修正。文中通过利用差分方法求解任意大气层中的射线方程,得到了实用的单脉冲雷达方位角的折射误差修正方法。     

用电波折射修正方法提高GPS导航定位的精度

目前,GPS全球定位系统在军民各方面的用途越来越广泛,但是,由于空中大气介质的不均匀性使得电波传播速度减慢,射线产生弯曲,从而产生折射误差.因此要提高GPS导航定位的精度,就必须进行电波折射修正.提出了利用地面大气参数的电波折射误差快速算法,并进行了精度检验.     

用辐射计进行低角电波折射修正的补偿方法

用微波辐射计进行电波折射修正是一种快速、精确的好方法。但由于它没有考虑电波射线弯曲所引起的折射误差,因此只适用在雷达天线仰角较高的条件,如在低仰角下使用该方法就会产生较大的误差。为了扩大其应用范围,本文提出了用微波辐射计进行低角电波折射修正的补偿方法,并且给出了精度检验结果。     

射线跟踪技术用于分析波导环境下电波异常折射误差

海洋大气环境中电磁波传播受大气波导影响常呈现出复杂的折射特征,本文通过构建基于射线跟踪技术的电波传播轨迹微分计算方法,研究了电波受蒸发波导和表面波导环境影响所形成的电波折射误差(仰角和高度误差)的异常特性,并对雷达试验的实际测量数据的误差进行了分析验证。     

基于射线描迹法微分形式的大气折射误差修正方法研究

大气折射误差是影响各类无线电系统同步、跟踪、导航、定位精度的一个主要误差源。射线描迹法利用几何光学原理可以实现对该误差的精确修正。针对传统射线描迹法无法处理异常大气折射误差修正的问题,该文推导了射线描迹法的微分形式,并基于此提出适用于任意大气的折射误差修正方法。选取某地面测控站对目标的跟踪数据,验证了所提方法的可行性。此外,利用该方法对比分析了蒸发波导环境和标准大气环境对大气折射误差的影响。结果表明:完全陷获在蒸发波导内部的电波引入的大气折射误差是最显著的。所提方法为提高无线电系统在任意大气环境下的测量精度提供一种新的技术支持。     

空间目标监视雷达大气折射修正技术研究

无线电波在大气层中传播时,大气介质的不均匀分布会对电波产生折射效应,从而影响雷达的探测精度。对于航天目标的雷达探测,影响无线电波的介质主要是电离层。本文利用实时TEC数据同化的方式,建立了电离层电子密度现报模型,实现了电离层折射率剖面的实时构建。在此基础上,利用射线描迹法完成了航天目标雷达探测的折射误差修正。结果表明,相对于单纯使用电离层经验模型-国际参考电离层(International Reference Ionosphere, IRI)模型,利用电离层同化现报模型建立的电离层折射率剖面可大大提高折射误差修正的精度。     

一种二次雷达大气折射距离误差修正方法

大气折射误差是二次雷达测距误差中最主要的因素之一.针对目前还没有二次雷达在大气中的折射距离误差修正模型,根据工程中的检飞数据,提出了一种二次雷达大气折射距离误差修正方法.该方法根据二次雷达获得的C模式气压高度实时计算折射率,得到修正的雷达波速度,减小了大气折射误差,进一步减小了距离测量的误差,从而提高了测距精度.     

"五九”型探空仪对折射修正精度的限制

要对空中目标进行精确测速定位,必须进行电波折射误差修正.基于常用" 五九”型探空仪的精度,分析了用该仪器测量大气结构的测量误差,以及它对电波折射修正精度的限制.结果表明,用"五九”型探空仪测量大气结构时,大气测量误差随海拔高度的增高而降低;电波折射修正精度随仰角的增加而增高,在1°以上仰角,引起电波折射修正的残差小于修正量的1.1%.     

俯视电波折射修正及其在俯视雷达信号接收中的应用

针对海洋上空大气折射环境影响下岸基俯视雷达信号的舰载机动接收有效方法进行了系统研究.根据实际需求,建立俯视雷达信号在海洋上空传播的物理模型,通过射线追踪法结合Hopfield折射率剖面模型,仿真计算获得了大气折射影响下的电波实际传播路径,并与Ray-VT射线追踪软件的计算结果进行比对,四种发射参数下的水平距离相对偏差分别为-0.002%、-0.041%、-0.029%、-0.007%,初步说明了电波传播路径仿真的准确性.经过仿真,发现海洋上空大气折射环境对岸基俯视雷达信号的舰载接收有很大影响,必须对接收位置和接收仰角加以修正.     

船载雷达电波折射修正方法误差影响分析

为满足测量船高精度测控模式下对电波折射修正精度的需求,针对测量船采用的高斯分层积分法具有较高精度、但存在计算复杂且不具有实时性的缺陷,提出了一种电波折射误差修正的新方法,将距离折射表示成天顶距离误差和仰角因子的函数关系,解决了测量船实时电波折射误差修正精度差的问题,满足了测量船数据处理的精度需求。     

机载预警雷达测高精度分析

对影响机载预警雷达测高精度的因素进行分类基础上,针对单脉冲雷达的测角方法,列出了影响机载预警雷达测高精度的主要因素。基于地/海杂波、大气折射、电波传播多径效应、载机平台运动和导航系统等因素,分析了对于机载预警雷达测高误差产生的机理,评估了多种因素对测高精度的影响程度,提出了在系统设计和补偿固定误差等方面提高雷达测高精度的建议。     

对流层电波折射误差修正经验模型研究

大气的折射效应引起电波传播延迟和路径弯曲.目前常见的电波折射经验模型只考虑了时延误差,而对于低仰角(5°以下)目标,弯曲误差的影响是不能忽略的,为进一步提高对目标的定位精度,以某沿海地区为例,利用1986～1995年的历史气象探空数据建立了适合不同仰角的电波折射修正经验模型,并拟合得到了模型中的参数.统计分析表明,经验模型与射线描迹法计算的折射误差具有很好的一致性.     

传输介质引起的多基地雷达的系统误差修正

对多基地雷达由于信号传输介质折射指数的变化引起的系统误差进行研究,考察了光纤介质的温度特性及其对测距的影响,提出相应的解决方案;对大气折射引起的距离和测距误差进行讨论,并针对只有距离和测量信息的多站系统的电波折射误差提出了实时修正算法.