[發(fā)明專利]一種Ka/C雙頻高度計消除電離層誤差方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010541506.9
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111650608B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 翟振和;楊雙寶;李楠;管斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍61540部隊;中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心
• 主分類號: G01S19/07
• 分類號: G01S19/07;G01S13/88
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 杜陽陽

本發(fā)明公開了一種Ka/C雙頻高度計消除電離層誤差方法及系統(tǒng)，Ka/C雙頻雷達高度計的Ka頻段中心頻率為35.7GHz，C頻段中心頻率為5.3GHz。該方法包括：根據(jù)Ka/C雙頻雷達高度計的回波波形測量值建立誤差方程；采用最小二乘平差方法確定誤差方程中的參數(shù)值；根據(jù)參數(shù)值得到Ka/C雙頻段測距改正值和雙頻段海況偏差改正值；根據(jù)Ka/C雙頻高度計觀測值、Ka/C雙頻段測距改正值和Ka/C雙頻段海況偏差改正值綜合確定Ka頻段的電離層誤差改正值。采用本發(fā)明的方法及系統(tǒng)，能夠大幅減小電離層對衛(wèi)星測高的影響，提高衛(wèi)星測高精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋衛(wèi)星測高技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種Ka/C雙頻高度計消除電離層誤差方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

海洋衛(wèi)星測高技術(shù)是獲取全球海洋區(qū)域海面變化、重力場、海底地形的重要手段。電離層誤差是衛(wèi)星測高中的主要誤差之一，目前，多數(shù)測高衛(wèi)星一般采用Ku/C雙頻體制消除電離層，少數(shù)測高衛(wèi)星采用單頻Ka體制，上述兩種體制在改正電離層誤差方面都存在一定的不足。Ku/C雙頻體制雖能大幅降低電離層誤差影響，但對于厘米級測高而言還存在0.5-1cm的噪聲誤差，且Ku頻段對于近岸、冰區(qū)測量精度較Ka頻段偏低；Ka頻段雖然測距精度高但易受降雨影響導(dǎo)致數(shù)據(jù)失效，且單一Ka頻段測距無法完全消除電離層影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種Ka/C雙頻高度計消除電離層誤差方法及系統(tǒng)，能夠減小電離層對衛(wèi)星測高的影響，提高衛(wèi)星測高精度。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種雙頻雷達高度計組合消除衛(wèi)星測高電離層誤差方法，包括：

獲取Ka頻段高度計觀測值、C頻段高度計觀測值和雷達回波波形測量值；

根據(jù)所述雷達回波波形測量值建立誤差方程；

采用最小二乘平差方法確定所述誤差方程中參數(shù)的值；

根據(jù)所述參數(shù)值對Ka頻段高度計的回波波形進行波形重跟蹤，得到Ka頻段測距改正值；根據(jù)所述參數(shù)值對C頻段高度計的回波波形進行波形重跟蹤，得到C頻段測距改正值；所述參數(shù)值為所述誤差方程中參數(shù)的值；

根據(jù)所述參數(shù)值采用最小二乘法確定Ka頻段海況偏差改正值和C頻段海況偏差改正值；

根據(jù)所述Ka頻段高度計觀測值、所述C頻段高度計觀測值、所述Ka頻段測距改正值、所述C頻段測距改正值、所述Ka頻段海況偏差改正值和所述C頻段海況偏差改正值確定Ka頻段的電離層誤差改正值。

可選的，所述根據(jù)所述雷達回波波形測量值建立誤差方程，具體包括：

根據(jù)如下公式建立誤差方程：

V＝Aδx-L

式中，δx表示參數(shù)的改正值，所述參數(shù)包括P_N、A₀、t_x、σ，P_N表示熱噪聲水平，A₀表示信號幅度，t_x表示高度計真實跟蹤時間，σ表示高度計回波波形合成上升時間，L表示雷達回波波形測量值，A表示雷達回波波形函數(shù)p(t)對待估參數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)在初始值處的值，V表示殘差；

其中，

δx＝(A^T·A)^-1(A^T·L)