[發明專利]一種低角雷達電波折射誤差在線修正方法

在審

• 申請號: 201510426385.2
• 申請日: 2015-07-20
• 公開（公告）號: CN105093195A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 張瑜;王召迎;張潔寒;楊豪強
• 申請（專利權）人: 河南師范大學
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 新鄉市平原專利有限責任公司 41107
• 代理人: 路寬

1.一種低角雷達電波折射誤差在線修正方法，其特征在于包括以下步驟：(1)由雷達天線處的GPS接收機得到雷達天線的地理位置和工作月份，并通過數據接口輸送到控制與數據處理器中；(2)控制與數據處理器根據雷達的地理位置和工作月份，在大氣剖面數據庫中找尋和確定所需要的大氣模型；(3)大氣折射率測量儀對雷達處的地面大氣折射率進行測量，并將地面大氣折射率測量值通過數據接口輸送到控制與數據處理器中；(4)控制與數據處理器根據大氣折射率測量值對步驟(2)中確定的大氣模型進行參數確定，得到只含未知數高度h的實用大氣剖面；(5)雷達測量參數通過數據接口輸送到控制與數據處理器中；(6)在控制與數據處理器中，根據確定的大氣剖面和雷達測量參數，利用差分電波折射誤差修正方法計算電波折射誤差，并將雷達測量參數進行誤差修正，得到修正結果；(7)將修正后的雷達測量參數再輸送到雷達的定位處理單元進行目標精確定位；(8)將雷達折射誤差進行顯示和存儲。

2.根據權利要求1所述的低角雷達電波折射誤差在線修正方法，其特征在于：所述的大氣剖面數據庫的建立方法具體包括以下步驟：

(1)根據我國常用雷達所處地理位置和無線電氣象環境變化特點，采用柵格技術劃分區域，在東經700到1350范圍內按10間隔進行劃分，在北緯150到550范圍內按0.10間隔進行劃分，劃分后建立的柵格數為26000個；

(2)確定每個柵格內的大氣實測剖面，根據目前我國現有大氣剖面探測站的位置，從全國大氣探測站的探測數據中找出對應柵格20年內的大氣實測剖面數據，每天兩組數據，每個站共有14600組，如果柵格內有實測數據，則該柵格內的數據即為實測大氣剖面數據，如果柵格內沒有實測大氣剖面數據，根據相鄰四個柵格內的實測大氣剖面數據，利用拉格朗日插值公式求得該柵格內的大氣剖面，最后使得每個柵格內都有20年的大氣剖面實測數據；

(3)確定大氣模式，通過對比各種大氣模式，最后選用高精度的大氣剖面分段模式，即

N(h)=N0+G(h-h0)h0≤h≤(h0+1)kmN1exp[-c(h-h0-1)](h0+1)km<h≤9kmN9exp[-c9(h-9)]9km<h<60km---(1)]]>

式中，h₀為地面海拔高度，km；N₀為地面大氣折射指數；G為地面到1km高度的折射指數梯度，1/km；N₁為地面1km高度上的大氣折射指數；其中N₉為海拔9km高度上的大氣折射指數；c為地面1km至海拔9km大氣層的衰減系數，1/km；c₉為海拔9km以上高度大氣層的衰減系數，1/km；

(4)各柵格內大氣模式系數計算，對各柵格中每一次探測數據利用(2)式計算出對應的系數G和C，即

G=N1-N0C=1mΣi=1mln N1-ln Nih1-1---(2)]]>

式中，N₁由實測探測數據內插獲得，N_i為地面1km到海拔9km范圍內各高度h_i上的大氣折射指數，m為該范圍內大氣折射指數探測數據的個數，每一次探測數據中的N₉也由實測探測數據內插獲得，C₉全國變化不大，因此采用全國年平均值0.1434，這樣由各個柵格每一次實測大氣剖面得到一組N₀、N₁、N₉、G、C數據，將這些數據代入到(1)式就得到該次實際探測數據的大氣剖面模型；

(5)各柵格地面折射指數N₀與大氣剖面模型系數的關系統計，對每個柵格內各個月份的數據N₀與N₁、N₉、G、C進行統計回歸，得到各柵格每個月份N₁、N₉、G、C與N₀的關系式，對于各柵格的每個月份N₀再根據得到各柵格每個月份N₁、N₉、G、C與N₀的關系式得出對應的N₁、N₉、G、C，從而得到實用的大氣剖面N(h)；

(6)地面折射率與大氣模式系數關系建庫，利用步驟(5)的結果建立數據庫，它由經度，緯度，海拔高度，月份，N₀與N₁關系式，N₀與N₉關系式，N₀與G關系式，N₀與C關系式組成，在實際應用中，根據地面大氣折射指數N₀得到大氣剖面N(h)。