利用天文观测建立大气折射延迟改正模型

大气折射延迟是空间大地测量技术中的主要误差源.完善大气折射理论不仅可以改善数据处理的归算精度,而且有希望降低仪器的观测截止角,提高仪器的使用效应.对中性大气折射延迟的基本概念和理论方法进行了研究,指出目前的天顶延迟模型都依赖于大气分布模型,各种映射函数模型的差别仅是形式上的,没有实质性差异,这就是当前仍然不能改善大气折射延迟精度的主要原因.利用大气折射表的表列数据作模拟计算证明,用天文大气折射测定值作模拟处理的方法是可行的,可以得到大气折射延迟改正模型中的所有参数.同时表明,映射函数的形式是次要的,随着连分式项数的增加可以提高模拟的精度.基于天文大气折射的测定值,给出了建立中性大气折射延迟实测改正模型的过程.     

关于GPS大气折射延迟实测模型的讨论

针对GPS对中性大气折射延迟改正精度的要求,论述大气折射延迟模型应随测站和方向而异的必要性.在尚不能直接测定大气折射率的情况下,指出现有的各种改正模型不能达到预期精度要求的原因以及改正值对大气分布模型的依赖性.提出提高大气折射延迟改正精度的新方法:利用不同方位的天文大气折射值的测定数据,求解折射率差和映射函数的参数,建立随观测站和随方位而异的大气折射延迟改正模型.该方法的实施能在避免采用大气分布模型的情况下,把天顶延迟的改正精度提高到1mm以内.低地平高度角的折射延迟改正精度提高到厘米级,并且把截止高度角压缩到5°或更小.     

天文大气折射通用积分表达式

天文大气折射是经典天文学和大地测量学研究的重要课题之一.利用电磁波传播路径上相邻两点之间大气参数所满足的理论关系,给出了多元大气层和等温大气层对天文大气折射影响的通用积分表达式.此表达式既包含了干大气,又包含了水汽对天文大气折射的影响,以及它们对天文大气折射的耦合影响.给出的通用积分表达式不依赖于大气分布模型,因此,不但改进了现有的球对称大气折射理论,而且适应了不同方位的需求.     

电离层对GPS测量影响的理论与实践研究

随着GPS的发展与应用,对GPS误差源的研究更加精细、更加科学．电离层折射是GPS测量的主要误差之一,对此国内外通用的处理方法是用大气传播理论来建立电离层修正模型．文中就电离层影响进行研究,目的是建立电离层修正更为有效的方法．主要探讨了电离层对GPS测量影响的基本理论,系统地研究了双频观测值建立电离层延迟模型的理论和方法,并结合GPS双频观测值建立了单站VTEC模型．     

雷达卫星标校的工程实现研究

为确保雷达系统的测量精度,给出了一种用于标校雷达动态跟踪过程中系统误差的工程实现方法--卫星标校法。该方法通过观测卫星轨迹,将量测值与真实星历值比对,通过最优化解法标定雷达的系统误差。考虑雷达结构特点导致的误差和大气折射误差修正后的残余误差,建立了卫星标校的系统误差模型。最后,采用实测数据验证了该误差模型的可行性与可靠性。该方法在标校过程中不受人为、天气等因素影响,可以适应雷达的动态技术状态。     

卫星自主导航中星光大气折射模型的研究方法

研究了卫星自主导航的大气折射原理及平流层大气变化规律，根据光在湍流大气中的传播机理，给出了一种采用球形大气分层的可行研究方法．应用理想气体理论，根据卫星、地球及星光切高度之间的几何关系及光学定律，建立了星光大气折射的通用模型，给出了影响导航精度高度范围内的经验公式．仿真结果表明，新模型符合大气折射的变化规律，与现有的经验公式相比，形式简单、精度较高、使用方便，而且包含了大气的实际物理状态和变化过程，更具有实际应用价值．     

捷联惯性/星光折射组合导航算法

基于星光折射间接敏感地平的高精度特性,本文提出了一种捷联惯性/星光折射组合导航方法．利用星敏感器输出的姿态信息修正陀螺漂移,并结合大气折射模型得到星光折射角来修正位置、速度误差．推导了组合导航系统的观测模型,并对系统进行可观测性分析,最后使用卡尔曼滤波进行状态估计．仿真结果表明:捷联惯性/星光折射组合导航系统不但能够准确的估计陀螺漂移,而且能够有效修正由加速度计偏置造成的误差,从而进一步抑制速度、位置误差的发散,是一种提高系统定位精度的实用方法．     

1.06μm激光对流层折射修正研究

大气折射率的非均匀分布导致了激光在实际大气传输时其传输路径偏离直线而发生折射,使得激光武器系统在制导和精确打击时其瞄准和打击精度下降.本文针对1.06μm激光在对流层大气传输时的折射修正,提出了简化球面大气分层模型的平面分层模型,平面分层模型将弯曲的球面层看成曲率为无穷大的和水平面平行的大气分层结构.比较了球面分层模型和平面分层模型的仰角误差随传输高度和起始仰角的变化.仿真结果表明:对流层内光束传输起始仰角大于20°时,两种模型的仰角折射修正之差≤1″,采用平面分层模型代替球面分层模型在激光制导和瞄准实时折射修正时能简化运算量.     

关于提高雷达测量精度方法的实验研究

无线电波在大气中传播时,由于大气的时变特性,会使电波射线产生弯曲,以至雷达测距产生误差,从而导致外测系统在测速定位、导航中产生折射误差,因此要提高雷达测量精度,必须进行电波折射误差修正。文中提出了用辐射计进行电波折射修正的方法,并给出了低仰角时大气时变特性对电波修正精度影响的典型结果。     

情报雷达低空小目标探测能力评估方法研究

针对情报雷达探测低空小目标问题,综合考虑了大气传输损耗、大气折射、多路径效应、地面和海面杂波干扰、目标发现概率要求等有关因素,建立了多约束条件下的目标回波估算模型、低空探测杂波功率估算模型,给出了一种实用的低空小目标实际探测能力综合评估方法．并结合具体低空补盲雷达参数进行了仿真分析,验证了该算法的有效性．