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測控站對流層傳播介質(zhì)修正模型研究

發(fā)布時間:2017-09-05 15:44

  本文關(guān)鍵詞:測控站對流層傳播介質(zhì)修正模型研究


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【摘要】:測控雷達(dá)發(fā)射的電磁波在經(jīng)過對流層時受到環(huán)境因素的影響發(fā)生折射彎曲,使得測控跟蹤產(chǎn)生較大的誤差。本課題針對具體測控站的對流層電波折射,充分利用了測控數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等基本數(shù)據(jù),開展針對測控站的對流層折射修正模型的研究。本文首先分析對流層中的氣象數(shù)據(jù)與折射率剖面的關(guān)系,然后建立測控站各季度的折射率剖面數(shù)據(jù)并開展相關(guān)研究,最后提出了三種經(jīng)驗(yàn)修正模型并獲得了可以應(yīng)用于實(shí)際工程的結(jié)論,主要方法和結(jié)論如下:(1)首先分析了對流層中影響電磁波折射的氣象三要素,著重介紹了對電磁波折射影響顯著的水汽壓模型并且對常用的水汽壓模型進(jìn)行了對比研究,最后采用了普適性較強(qiáng)的Buck1981水汽壓模型以提高折射率預(yù)測精度;介紹了測控站點(diǎn)數(shù)據(jù)來源以及數(shù)據(jù)處理方法,獲得了測控站點(diǎn)地區(qū)的原始折射率數(shù)據(jù),并展現(xiàn)了全年的折射率變化情況,為下一章的折射率剖面的建立提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。(2)通過對常用的對流層折射率模型的對比分析,選擇了以Hopfield折射率模型為主的預(yù)測方法;在全國范圍內(nèi),由北到南利用喀什、酒泉、北京、西安、成都、廣州、桂林和三亞8個站點(diǎn)的高空氣候標(biāo)準(zhǔn)值月值數(shù)據(jù)集建立了各測控站各季度的折射率剖面數(shù)據(jù),通過對折射率干項、濕項的對比分析得出了折射率在全國范圍內(nèi)的由北到南的變化趨勢,為下一章折射修正模型的研究提供了折射率基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。(3)研究了目前國內(nèi)外大氣折射修正常用的三種方法,分別介紹了射線描跡法、簡化方法和映射函數(shù)方法的原理以及優(yōu)缺點(diǎn);介紹了其他一些折射修正方法,并且在不同仰角不同高度條件下對射線描跡法和Hopfield模型進(jìn)行了對比分析,著重分析了射線描跡法的距離誤差和角度誤差,結(jié)果發(fā)現(xiàn)Hopfield修正模型只適用于目標(biāo)仰角在30°以上的情況;對于高精度測量系統(tǒng),不能應(yīng)用Hopfield修正模型,最好采用精確電波折射誤差修正模型。(4)通過分析大量測控氣象站點(diǎn)的歷史折射修正數(shù)據(jù),獲得了折射誤差隨仰角、折射率初值變化的趨勢,結(jié)合修正經(jīng)驗(yàn)采用統(tǒng)計的方法建立了三種折射修正模型,并且與精確修正模型進(jìn)行了對比分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示本文提出的經(jīng)驗(yàn)修正模型可以達(dá)到射線描跡法的修正精度,在工程中可以進(jìn)行相關(guān)的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】:對流層折射修正 折射率模型 射線描跡法 經(jīng)驗(yàn)?zāi)P?/strong> 統(tǒng)計建模
【學(xué)位授予單位】:電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TN011.3
【目錄】:
  • 摘要5-6
  • ABSTRACT6-10
  • 第一章 緒論10-17
  • 1.1 研究工作的背景與意義10-11
  • 1.2 大氣折射修正的國內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀11-15
  • 1.3 本論文的技術(shù)路線及結(jié)構(gòu)安排15-17
  • 第二章 對流層環(huán)境特性及數(shù)據(jù)處理17-29
  • 2.1 影響電波折射的因素17-20
  • 2.2 對流層折射修正中水汽壓模型選取分析20-23
  • 2.2.1 折射率與水汽壓的關(guān)系20
  • 2.2.2 Goff-Gratch水汽壓模型20-21
  • 2.2.3 飽和水汽壓經(jīng)驗(yàn)?zāi)P?/span>21-22
  • 2.2.4 結(jié)論22-23
  • 2.3 測控及氣象數(shù)據(jù)的收集和整理23-28
  • 2.3.1 數(shù)據(jù)來源23-24
  • 2.3.2 數(shù)據(jù)整理及折射率計算24-28
  • 2.4 本章小結(jié)28-29
  • 第三章 折射率模型對比研究及選取29-42
  • 3.1 折射率剖面模型29-34
  • 3.1.1 線性模型29
  • 3.1.2 指數(shù)模型29-30
  • 3.1.3 雙指數(shù)模型30-32
  • 3.1.4 分段模型32-33
  • 3.1.5 Hopfield模型33-34
  • 3.2 折射率模型的對比分析34-41
  • 3.2.1 線性模型與指數(shù)模型的折射率對比分析34-35
  • 3.2.2 雙指數(shù)模型與Hopfield模型對比分析35-36
  • 3.2.3 四種折射率模型綜合對比分析36-37
  • 3.2.4 全國范圍內(nèi)多站點(diǎn)折射率分析37-41
  • 3.3 本章小結(jié)41-42
  • 第四章 對流層電波折射修正模型對比研究42-59
  • 4.1 簡化模型42-44
  • 4.1.1 線性分層法42-43
  • 4.1.2 等效地球半徑43
  • 4.1.3 Hopfield折射修正經(jīng)驗(yàn)?zāi)P?/span>43-44
  • 4.2 對流層電波射線描跡法44-47
  • 4.2.1 費(fèi)馬原理45
  • 4.2.2 斯奈爾定律45
  • 4.2.3 射線描跡法修正原理45-47
  • 4.3 映射函數(shù)模型47-49
  • 4.3.1 級數(shù)展開模型47-48
  • 4.3.2 連分式模型48-49
  • 4.3.3 基于連分式的經(jīng)驗(yàn)?zāi)P?/span>49
  • 4.4 其他方法探究49-55
  • 4.5 折射修正模型對比55-58
  • 4.5.1 不同仰角的修正精度對比55-57
  • 4.5.2 射線描跡法的距離誤差分析57-58
  • 4.5.3 射線描跡法的角度誤差分析58
  • 4.6 本章小結(jié)58-59
  • 第五章 折射修正統(tǒng)計建模及修正效果分析59-68
  • 5.1 電磁波折射修正的誤差來源探究59-61
  • 5.1.1 大氣結(jié)構(gòu)探測系統(tǒng)和大氣折射率剖面的獲取59-60
  • 5.1.2 電磁波折射修正誤差分析60-61
  • 5.2 基于統(tǒng)計的經(jīng)驗(yàn)?zāi)P?/span>61-67
  • 5.2.1 距離誤差修正經(jīng)驗(yàn)?zāi)P?/span>62-63
  • 5.2.2 仰角誤差修正經(jīng)驗(yàn)?zāi)P?/span>63-65
  • 5.2.3 修正效果分析65-67
  • 5.3 本章小結(jié)67-68
  • 第六章 全文總結(jié)與展望68-70
  • 6.1 全文總結(jié)68-69
  • 6.2 后續(xù)工作展望69-70
  • 致謝70-71
  • 參考文獻(xiàn)71-74
  • 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果74-75

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1 馬t煛”頸?xì)J,

本文編號:798854



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