激光穿越大气层时的折射误差研究

利用地基激光器攻击大气层外目标时,需修正大气折射对激光传输的影响。大气折射指数随高度变化,会发生折射效应。由Snell定律出发,研究了激光穿越大气层时的折射误差。通过实例,计算了折射误差与激光束初始仰角的关系,计算结果表明,低仰角时折射误差大,高仰角时折射误差小。最后提出了攻击卫星时误差修正需考虑的问题。     

雷达跟踪海上低空目标仰角误差计算方法研究

针对雷达跟踪低空目标受传播环境影响的仰角误差问题, 基于电磁波传播的抛物方程方法, 提出一种能计算多路径和大气折射等造成低仰角误差的新方法.正常大气折射条件下, 与射线方法结果的对比显示了该方法的正确性.利用所提方法, 仿真分析了粗糙海面、大气波导等不同环境条件下的雷达测角误差, 并仿真了采用窄角和偏轴跟踪方式减轻多路径效应后的改善效果.计算过程和仿真结果表明, 所提方法可同时考虑大气波导和多路径等复杂传播环境的综合影响, 以及雷达参数和工作方式等因素的共同影响.     

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.     

一种低仰角对流层折射修正的新方法

大气折射效应引起电波传播延迟和路径弯曲,测量数据对流层折射修正的精度直接影响到飞行目标轨(弹)道确定的精度。考虑到对流层折射修正的精度和效率以及5°以下低仰角数据传统修正方法具有较大的误差,通常不对测量数据进行实时对流层折射修正,这使得实时定位的精度受到较大影响。文中提出了一种基于光电传播几何路径迭代的对流层折射修正新方法,解决了修正精度和实时性不能兼顾的问题。经大量无人机校飞和载人航天工程外场实测数据验证,该算法能够实时有效地消除低仰角对流层折射偏差,对高仰角测量数据的对流层折射修正亦具有较高的精度。     

低仰角对流层折射修正快速算法

大气的折射效应引起电波传播延迟和路径弯曲,测量数据对流层修正的精度直接影响到飞行目标轨（弹）道确定的精度。考虑到对流层折射修正的精度和效率以及5°以下低仰角数据传统修正方法具有较大的误差,通常不对测量数据进行实时对流层折射修正,这使得实时定位的精度受到较大影响。研究设计了一种能够应用于实时数据处理快速有效的对流层折射修正迭代算法。经大量外场实测数据验证,该算法能够有效地消除低仰角对流层折射偏差,对高仰角测量数据的对流层折射修正亦具有较高的精度。     

"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%.     

低仰角大气折射的高精度修正方法研究

针对光学测量中大气折射对测角误差影响较大的问题,建立了大气折射率与测角误差之间的数学模型,提出了2种修正大气折射误差的有效方法,并通过实测数据对2种方法进行比较分析,证明在低仰角(<5°)时用新方法修正后的俯仰角更接近真值,并且计算量小,精度高.     

卫星目标光学测量大气折射修正

本文从实测的大气参数廓线出发,讨论了对卫星目标进行光学定位测量时,进行大气折射误差修正时的几个问题,如大气色散、大气湍流和大气水平不均匀性等对折射修正的影响。首先计算了不同仰角下卫星目标光学测量的大气折射修正量的大小,讨论了用不同波长测量时大气色散所造成的修正量的偏差。同时还讨论了大气湍流、大气水平不均匀以及大气条件及昼夜变化等气象因素所引起的折射修正误差。     

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。     

雷达低仰角跟踪中的多径误差估算模型

为了提高雷达跟踪目标的精度，必须考虑多径效应对雷达的影响。给出了在雷达低抑角跟踪测量中由于多径效应影响而引起的雷达仰角，方位角，速度，距离误差的估算模型。     

非高斯噪声下的滤波算法跟踪低空目标

雷达跟踪低空目标 ,由于多径效应的影响 ,在俯仰角测量上会近似周期地出现方差很大的尖峰误差 ,这时应用卡尔曼滤波算法会导致较大的跟踪误差。文中近似地建立了多径条件下观测噪声的非高斯模型 ,并应用非高斯噪声下的滤波算法跟踪低空目标 ,通过计算机仿真得到了满意的结果     

俯仰角大气折射误差修正方法

针对光学测量系统测量得到的空中目标俯仰角数据,包含了大气折射带来的误差问题,建立了俯仰角修正误差模型,并详细介绍了修正模型具体计算实施过程,提出了采用三弯矩方程计算任意高度大气折射系数和高斯积分计算俯仰角折射修正值．经俯仰角折射效果分析和实践证明该方法精确、有效,满足高精度数据处理的要求．     

Compensating for propagation errors in electromagnetic measuring systems

The tion can compromise the accuracy of such equipment as tracking radars, photogrammetric cameras, and laser range finders. The refraction is caused by a lowering of the velocity of propagation of electromagnetic waves; this change in velocity has a direct effect on the measurement of distances using propagation time, whereas the deviation of the vertical angle is proportional to the rate of change of velocity with altitude. The errors can be reduced if the pertinent atmospheric parameters (such as temperature, atmospheric pressure, and water-vapor pressure) are known, or can be approximated, for the propagation path. This article derives straightforward techniques for the calculation of these errors and illustrates the procedures by exploring some typical optical refraction problems.     

大气湍流对激光雷达跟踪角误差的影响

本文讨论了大气湍流引起的强度起伏和相位起伏对激光雷达跟踪系统测角精度的影响，得强度起伏导致的对数振幅方差和相位起伏导致的到达角方差，计算了强度起伏和相位起伏对跟踪系统的接收信噪比，角误差的影响，结果表明，大气湍流引起的角误差与仰角、距离等因素有关。     

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。     

基于低仰角红外测量的蒙气差修正方法

受大气蒙气差的影响,地基光电望远镜观测得到的星体或飞行器位置和实际位置存在偏差;空间目标的俯仰角越小,蒙气差越大。为了对空间目标进行较为精确的定位,需要对光电望远镜进行蒙气差修正。文中在分析光电望远镜原有的大气蒙气差修正计算模型的基础上,为提高低仰角观测时蒙气差修正精度,采用回扫任务目标轨道附近恒星进行误差修正的方法对回扫得到的蒙气差修正量曲线进行大量实验总结并进行多项式拟合,最终得到针对低仰角长波红外观测的蒙气差修正公式。经过多次实验验证,长波红外系统起跟仰角由10降低至2,目标捕获时间提前50 s以上,可观测飞行器部件分离等关键特征点。实验结果表明文中方法有效降低了低仰角蒙气差修正误差,提高了长波红外系统的跟踪精度和捕获能力,具有实际工程应用价值。     

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。     

一种全空域球面相控阵天线对非协同目标的过顶跟踪方法

针对天线对非协同目标过顶跟踪时天线角跟踪动态过大的问题,提出了一种应用于全空域球面相控阵天线的角跟踪方法。应用该方法,在球面阵天线对非协同目标的整个跟踪过程中可实现角跟踪系统全程低仰角跟踪,从而避免了球面阵天线在对目标跟踪过程中出现的高仰角过顶跟踪的问题。该方法在航天或航空测控领域有广泛的应用前景。     

Atmospheric Refractivity Corrections in Satellite Laser Ranging

Atmospheric refraction can cause significant errors in satellite laser ranging (SLR) systems. There are two techniques which can be used to correct for these errors. Atmospheric models based upon surface measurements of pressure, temperature, and relative humidity have been shown by ray tracing to be accurate to within a few centimeters at 20° elevation angle. The residual errors in the models are thought to be primarily caused by horizontal gradients in the refractivity. vity. Although models have been developed to predict the grnt effects, initial studies show that they can be sensitive to local topographic effects. Atmospheric turbulence can introduce random fluctuations in the refractivity, but only introduces centimeter level errors at elevation angles below 10°. Pulsed two-color ranging systems can directly measura the atmospheric delay in satellite ranging. These systems require mode-locked multiple-frequency lasers and streak-camera-based receivers and currently appear capable of measuring the atmospheric delay with an accuracy of 0.5 cm or better.