[發明專利]一種參考區域大氣參數建立折射角模型的方法

在審

• 申請號: 202011474090.X
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112632760A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 楊玉峰;韓香
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 徐瑤

1.一種參考區域大氣參數建立折射角模型的方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：

步驟1：建立大氣溫度預測模型表達式；

步驟2：選取某地區的溫度實測數據對目標函數的系數進行擬合；

步驟3：建立大氣壓強模型表達式；

步驟4：確定某一高度節點處的大氣密度；

步驟5：建立星光大氣折射角時空變化模型。

2.根據權利要求1所述的一種參考區域大氣參數建立折射角模型的方法，其特征在于，步驟1中，大氣溫度預測模型建立的具體方法為：使T對空間-時間坐標進行傅里葉展開，假設大氣溫度通用模型函數形式，T表示大氣溫度通用模型，單位為K，C_m為模型需要擬合的未知系數，m為附屬于C_m的高度傅里葉分量的下標，m的取值為1到12，h₁為輸入模型的某地區的高度，單位為km。

3.根據權利要求2所述的一種參考區域大氣參數建立折射角模型的方法，其特征在于，步驟2中，選取某地區的溫度數據對目標函數系數進行擬合的具體方法為：首先將大氣溫度通用模型的通用表達式展開，選用MATLAB軟件中的fittype函數進行自定義目標函數系數的擬合，此時目標函數包含12個未知系數C₁～C₁₂，將擬合得到的系數代入大氣溫度通用模型表達式中，即得到適用于某地區的大氣溫度模型。

4.根據權利要求3所述的一種參考區域大氣參數建立折射角模型的方法，其特征在于，步驟3中，建立大氣壓強模型表達式的具體方法為：假設大氣壓強模型表達式符合的函數形式，該模型可以利用任意一個月的數據來預測某一區域其余月份不同高度下的壓強數值，其中P表示對應時間和地點的大氣壓強數值，單位為hPa，a和b為模型需要擬合的未知系數，h₂為輸入模型的某地區的高度，單位為km，是要擬合的目標函數；利用最小二乘法對系數a和b進行擬合，將得到的a和b的數值代入大氣溫度通用模型中即可得到適用于某地區的大氣壓強模型。

5.根據權利要求4所述的一種參考區域大氣參數建立折射角模型的方法，其特征在于，步驟4中，某一高度節點處的大氣密度由如下完全氣體方程確定：

ρ為某一節點處的大氣密度值，P為對應這一節點的壓強值，單位為hPa,R表示氣體常數，所有氣體R值均相同，取值為287，大氣密度單位為kg/m³，因此密度的數值完全可以由大氣壓強通用模型和大氣溫度通用模型得到的壓強值和溫度值進行確定。

6.根據權利要求5所述的一種參考區域大氣參數建立折射角模型的方法，其特征在于，步驟5中，根據光學定理，星光大氣折射角時空變化模型為：

γ(h)為與高度相關的星光折射角，單位為角秒；k(λ)為色散系數，k(λ)由光的波長λ決定，取λ＝0.7μm，則k(λ)的值為2.25×10^-7；h為某地區的海拔高度，ρ為高度h下對應的大氣密度，單位為g/m³，當切線高度為25km時對應的大氣密度ρ＝40.084g/m³，密度標高h_s＝6.366km；r_e是地球半徑，r_e＝6378.14km；將密度計算結果帶入最終的式(5)中即可得到最終的星光大氣折射角模型。