光学雷达大气折射误差修正方法研究

光学雷达是靶场试验外弹道测量系统中的主要设备之一.由于大气对光波传播引起的折射效应,使得光学雷达测量中产生折射误差.针对靶场常用的光学雷达系统,根据光波射线在大气中的运行轨迹,利用逐次逼近法得到了实用的光学雷达大气折射误差修正方法.通过对某靶场的实际测量数据检验,证实了该方法的适用性和有效性.目前,该方法已成功地应用于试验靶场,满足了靶场试验的精度要求.     

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.     

GPSI测量大气折射模型

大气折射是GPS测量中主要的误差源之一,它大大限制了GPS定位特别是单点定位精度的提高,这主要是由于我们对大气的瞬间分布特性及其变规律还缺乏准确了解,所以无法找到比较精的大气折射误差模型,本文在比较分析了大气折射模型的基础上,建立更加符合大气层实际的折射模型,给出更精确的大气折射公式,以便提高GPS精密定位的精度,同时也可极大地推动大气学的发展。     

光电系统目标定位受大气折射的影响及修正方法

分析了大气折射对光电系统目标定位的影响,推导了目标实际位置和探测位置计算公式。以美国1976标准大气模型为基础,仿真了不同距离、不同仰角情况下,光电系统定位位置和目标实际位置的误差,给出了目标定位修正的补偿值,可应用于光电探测系统目标定位的补偿修正。     

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.     

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.     

大气折射引起的中近程雷达测角测距误差分析

本文回顾了大气折射引起的电波传播射线弯曲特性,通过采用我国大气折射率的统计模型和高精度的电波折射误差修正方法—射线描迹法,进行目标定位误差分析,针对中近程雷达的应用背景,计算了一些可为高精度中近程雷达的俯仰测角修正提供参考的数据。     

"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%.     

多基地雷达的大气折射误差快速修正

为对高机动目标进行大气误差实时修正,给出了一种折射误差的快速修正方法.针对只利用距离和信息进行定位的多基地雷达,结合联合定位和误差修正,得到了一种快速迭代算法.     

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。     

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。     

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。     

低层大气误差对距离变化率折射误差的影响

大气折射残差模型是综合处理雷达测量数据及光学测量数据时需要重点考虑的残差项。本文对现行的大气折射差模型提出了质疑，并从折射原理出发，在球面分层的情况下重新推导了大气折射指数的变化对视在距离变化率与真实距离变化率之差的影响。     

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.     

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。     

某型地基相控阵天线指向系统性误差分析

相控阵天线的指向精度决定着雷达系统对目标的探测精度,甚至会影响跟踪、截获目标的成败。以一种地基相控阵天线为例,详细分析了机电混合扫描天线的指向系统性误差来源：1)热形变导致的单元间距误差,2)空气折射,3)伺服机械转动误差,4)天线内部温度场变化等。从理论上分析了上述因素对天线指向精度的影响,并提出了完整的远场误差校准方法和误差修正流程。试验结果表明,误差来源分析准确,所提出的校准方法可以明显改善天线指向精度,从而提高雷达系统跟踪精度和威力,对于地基乃至移动平台相控阵天线的设计与应用具有重要的参考价值。     

大气折射误差的残差模型

本文从定义出发,推导出目标在球面分层低层大气或电离层内仰角折射误差、距离左和相位应单脉冲雷达与三站雷达的距离变化率折射误差的残差模型。     

异常折射环境下舰载雷达与光电探测性能的区划*

针对海上异常折射环境下雷达微波与光波传播的差异,优化雷达/光电系统的有效配置,提出了利用常规海洋气象环境要素信息进行雷达/光电探测性能的四种环境区划方法,其中基于海气温差(ASTD)和海气水汽压差(ASVPD)的划分规则更加直接和快速.通过海上试验数据分析,揭示了各划分区域的成因,证明了该项研究能够更好地发挥雷达/光电系统综合探测性能,提供及时准确的环境信息支持.