测控站对流层传播介质修正模型研究
本文关键词：测控站对流层传播介质修正模型研究
更多相关文章： 对流层折射修正 折射率模型 射线描迹法 经验模型 统计建模
【摘要】：测控雷达发射的电磁波在经过对流层时受到环境因素的影响发生折射弯曲,使得测控跟踪产生较大的误差。本课题针对具体测控站的对流层电波折射,充分利用了测控数据、气象数据等基本数据,开展针对测控站的对流层折射修正模型的研究。本文首先分析对流层中的气象数据与折射率剖面的关系,然后建立测控站各季度的折射率剖面数据并开展相关研究,最后提出了三种经验修正模型并获得了可以应用于实际工程的结论,主要方法和结论如下:(1)首先分析了对流层中影响电磁波折射的气象三要素,着重介绍了对电磁波折射影响显著的水汽压模型并且对常用的水汽压模型进行了对比研究,最后采用了普适性较强的Buck1981水汽压模型以提高折射率预测精度;介绍了测控站点数据来源以及数据处理方法,获得了测控站点地区的原始折射率数据,并展现了全年的折射率变化情况,为下一章的折射率剖面的建立提供了基础数据。(2)通过对常用的对流层折射率模型的对比分析,选择了以Hopfield折射率模型为主的预测方法;在全国范围内,由北到南利用喀什、酒泉、北京、西安、成都、广州、桂林和三亚8个站点的高空气候标准值月值数据集建立了各测控站各季度的折射率剖面数据,通过对折射率干项、湿项的对比分析得出了折射率在全国范围内的由北到南的变化趋势,为下一章折射修正模型的研究提供了折射率基础数据。(3)研究了目前国内外大气折射修正常用的三种方法,分别介绍了射线描迹法、简化方法和映射函数方法的原理以及优缺点;介绍了其他一些折射修正方法,并且在不同仰角不同高度条件下对射线描迹法和Hopfield模型进行了对比分析,着重分析了射线描迹法的距离误差和角度误差,结果发现Hopfield修正模型只适用于目标仰角在30°以上的情况;对于高精度测量系统,不能应用Hopfield修正模型,最好采用精确电波折射误差修正模型。(4)通过分析大量测控气象站点的历史折射修正数据,获得了折射误差随仰角、折射率初值变化的趋势,结合修正经验采用统计的方法建立了三种折射修正模型,并且与精确修正模型进行了对比分析,实验结果显示本文提出的经验修正模型可以达到射线描迹法的修正精度,在工程中可以进行相关的应用。
【关键词】：对流层折射修正 折射率模型 射线描迹法 经验模型 统计建模
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN011.3
【目录】：
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-10
- 第一章 绪论10-17
- 1.1 研究工作的背景与意义10-11
- 1.2 大气折射修正的国内外研究历史与现状11-15
- 1.3 本论文的技术路线及结构安排15-17
- 第二章 对流层环境特性及数据处理17-29
- 2.1 影响电波折射的因素17-20
- 2.2 对流层折射修正中水汽压模型选取分析20-23
- 2.2.1 折射率与水汽压的关系20
- 2.2.2 Goff-Gratch水汽压模型20-21
- 2.2.3 饱和水汽压经验模型21-22
- 2.2.4 结论22-23
- 2.3 测控及气象数据的收集和整理23-28
- 2.3.1 数据来源23-24
- 2.3.2 数据整理及折射率计算24-28
- 2.4 本章小结28-29
- 第三章 折射率模型对比研究及选取29-42
- 3.1 折射率剖面模型29-34
- 3.1.1 线性模型29
- 3.1.2 指数模型29-30
- 3.1.3 双指数模型30-32
- 3.1.4 分段模型32-33
- 3.1.5 Hopfield模型33-34
- 3.2 折射率模型的对比分析34-41
- 3.2.1 线性模型与指数模型的折射率对比分析34-35
- 3.2.2 双指数模型与Hopfield模型对比分析35-36
- 3.2.3 四种折射率模型综合对比分析36-37
- 3.2.4 全国范围内多站点折射率分析37-41
- 3.3 本章小结41-42
- 第四章 对流层电波折射修正模型对比研究42-59
- 4.1 简化模型42-44
- 4.1.1 线性分层法42-43
- 4.1.2 等效地球半径43
- 4.1.3 Hopfield折射修正经验模型43-44
- 4.2 对流层电波射线描迹法44-47
- 4.2.1 费马原理45
- 4.2.2 斯奈尔定律45
- 4.2.3 射线描迹法修正原理45-47
- 4.3 映射函数模型47-49
- 4.3.1 级数展开模型47-48
- 4.3.2 连分式模型48-49
- 4.3.3 基于连分式的经验模型49
- 4.4 其他方法探究49-55
- 4.5 折射修正模型对比55-58
- 4.5.1 不同仰角的修正精度对比55-57
- 4.5.2 射线描迹法的距离误差分析57-58
- 4.5.3 射线描迹法的角度误差分析58
- 4.6 本章小结58-59
- 第五章 折射修正统计建模及修正效果分析59-68
- 5.1 电磁波折射修正的误差来源探究59-61
- 5.1.1 大气结构探测系统和大气折射率剖面的获取59-60
- 5.1.2 电磁波折射修正误差分析60-61
- 5.2 基于统计的经验模型61-67
- 5.2.1 距离误差修正经验模型62-63
- 5.2.2 仰角误差修正经验模型63-65
- 5.2.3 修正效果分析65-67
- 5.3 本章小结67-68
- 第六章 全文总结与展望68-70
- 6.1 全文总结68-69
- 6.2 后续工作展望69-70
- 致谢70-71
- 参考文献71-74
- 攻读硕士学位期间取得的成果74-75
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 齐利华;蒋彦;高翠翠;王利娟;张建鸥;;卫星和飞船跟踪测控问题的数学模型[J];纯粹数学与应用数学;2011年05期
2 刘殿文;臼田深空测控站概况[J];遥感信息;1997年01期
3 杨平;;卫星和飞船测控站分布的优化模型[J];韶关学院学报;2011年02期
4 王秀琴;;卫星和飞船的跟踪测控[J];赤峰学院学报(自然科学版);2012年03期
5 许双伟;武小悦;;单测控站测控任务可靠性仿真的高效方法[J];系统工程理论与实践;2012年06期
6 ;我国将在国外建深空测控站[J];中国科技信息;2014年01期
7 刘茂全;杨爱芬;;某机动测控站电子设备方舱及车辆设计[J];河南科技;2012年17期
8 王娟;;卫星和飞船的跟踪测控建模分析[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2012年01期
9 王玉梅;;卫星和飞船的跟踪测控研究[J];湖北民族学院学报(自然科学版);2011年01期
10 武文卿;坐地日行八万里 巡天遥控神舟船——中国航天精英力克测控通讯技术难关[J];中国科技奖励;2004年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 崔平远;徐瑞;;深空探测在轨自主管理技术发展与关键技术[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第十届学术年会论文集[C];2013年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 马t煛”颈钦，
本文编号：798854
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/798854.html
