[發(fā)明專利]一種面向?qū)崟r的雷達電波折射積分迭代誤差修正方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110759922.0
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113552544B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝作敏;劉濤;董繼輝;寇超;婁廣國;覃杰;高東群;鄒海彬;劉健;楊浩鐸;車著明;韋中偉;楊靜;王文博;賴育網(wǎng);何瑞波;甘朝虹
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍63796部隊
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 中國兵器工業(yè)集團公司專利中心 11011
• 代理人: 辛海明

本發(fā)明涉及一種面向?qū)崟r的雷達電波折射積分迭代誤差修正方法，屬于航天測控領(lǐng)域。本發(fā)明基于分層積分迭代思想，設(shè)計了一種可用于實時任務(wù)的雷達電波折射的誤差修正方法，旨在提高實時雷達設(shè)備測元精度，通過地面采集的溫濕壓數(shù)據(jù)，利用Hopfield模型計算不同高度的對流層折射率，并擬合目標相對測站高度的初始值計算系數(shù)，再通過一次積分即可獲取火箭視在距離及火箭真實高度，最后得到雷達測距、俯仰的大氣折射修正值。為進一步提升算法計算效率，特別是火箭飛行高度較高時的積分計算速度，采用更易于計算機運行實現(xiàn)的高斯積分法，計算中使用高斯積分常數(shù)，達到提升積分效率的目的，本方法修正精度遠高于現(xiàn)有實時經(jīng)驗修正模型。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航天測控領(lǐng)域，具體涉及一種面向?qū)崟r的雷達電波折射積分迭代誤差修正方法。

背景技術(shù)

電波折射修正誤差是外測數(shù)據(jù)處理中最重要的誤差源之一，其中電波折射率模型和電波折射修正方法，是影響電波折射修正精度的重要方面。當(dāng)前航天測控中心電波折射修正方法已形成一套比較完整的體系，主要是2類電波折射修正模型，一類是在事后數(shù)據(jù)處理中使用的精確修正模型——分層積分法；另一類是在實時任務(wù)中使用的簡化修正經(jīng)驗公式。分層積分法是一種具有較高精度的電波折射修正方法，它基于大氣球面分層理論，假設(shè)大氣結(jié)構(gòu)在水平方向是均勻的，并通過施放探空氣球等方式來獲得大氣的實時氣象剖面數(shù)據(jù)，然后通過分層積分獲得電波折射的修正量。由于該方法需要進行迭代數(shù)值積分，當(dāng)火箭飛行高度較高時，迭代積分次數(shù)較多，計算量較大，在觀測俯仰角較低時，還可能出現(xiàn)迭代不收斂的情況，因此此方法一般只在事后數(shù)據(jù)處理中。實時任務(wù)則是采用簡化修正經(jīng)驗?zāi)Ｐ停褂玫孛鏈y站的氣象參數(shù)或者經(jīng)驗值進行簡化計算，但修正結(jié)果存在一定偏差。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何提供一種面向?qū)崟r的雷達電波折射積分迭代誤差修正方法，以解決雷達電波折射積分迭代誤差修正的修正結(jié)果存在偏差的問題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種面向?qū)崟r的雷達電波折射積分迭代誤差修正方法，該方法包括如下步驟：

S1、通過地面采集的溫濕壓數(shù)據(jù)，利用Hopfield模型計算不同高度的折射率；

S2、由雷達實測俯仰角和測距，計算目標相對測站高度的初始值，并對雷達3°以上俯仰角的數(shù)據(jù)進行修正；

S3、根據(jù)得到的目標初始高度值、折射率，積分迭代得到視在距離；

S4、由迭代計算得到的視在距離，計算目標真實地心距；

S5、根據(jù)得到目標真實地心距，積分迭代得到目標與測站間的真實地心角；

S6、根據(jù)得到的目標與測站間的真實地心角，計算真實距離和真實俯仰角；

S7、根據(jù)雷達測量的目標測距以及俯仰角，以及得到的真實距離和真實俯仰角，計算距離修正量與俯仰角折射修正量。

進一步地，所述步驟S1具體包括：

輸入：設(shè)備海拔高度h₀，雷達測量站的地面溫度t₀，單位為℃，雷達測量站地面大氣壓p₀，單位為mbar，雷達測量站地面相對濕度f₀，跟蹤目標海拔高度h，Hopfield模型濕項等效高度常量h_w＝11000米；

輸出：高度為h的電波折射率n(h)

利用Hopfield模型思想，將大氣折射指數(shù)分為干、濕兩項，并表示為目標高度的四次方函數(shù)，計算得到不同高度h的折射率n(h)

n(h)＝1+N(h)×10^-6