地面测量雷达大气折射误差分析.docx

地面测量雷达大气折射误差分析【摘要】为应对现代化空战应用地面测量雷达对空中目标进行动态测试获取目标散射特征、精确探测空中目标位置愈显重要具有重大的军事意义。大气系统对地面测量雷达造成测量误差除大气衰减外大气的折射效应也是测试雷达误差的来源之一本文通过对大气折射效应进行了分析研究对传统的射线描迹法进行了改进在不影响计算精度的前提下极大的提高了计算速度。【关键词】雷达大气折射偏离误差大气折射研究以特定大气模型应用射线描迹法计算最为普遍但该方法迭代次数较多计算实时性差因此在此基础上计算折射误差也就复杂且耗时本文对大气折射率随高度分布模型进行分析选择以Hopfield模型来研究提出一种改进措施使迭代次数降为1～2次极大的提高了计算实时性并仿真计算出了大气折射引起的目标测量距离、角度误差。1折射误差模型及计算雷达波在大气中进行传播折射现象主要是通过折射指数或折射率来体现的。大气折射对雷达波传播影响假设为目标为雷达阵地为地心为视在仰角为目标真实仰角为仰角误差为雷达阵地到目标的电波射线轨迹为雷达阵地到目标真实距离为阵地与目标之间的地心夹角为地球半径[2-3]。由Snell定理可得目标视在距离：（1）目标真实仰角为：（2）目标真实距离为：（3）因此仰角及测距误差为：（4）其中为雷达阵地地心距为目标地心距。2折射误差计算及改进为简化计算减少迭代次数本文对传统计算方法及结果进行研究提出一种新的方法一般情况下只需要进行1～3次积分运算就能得到比较高的精度结果。（1）观测的目标视在距离和观测仰角比真实距离及仰角大因此计算出的初始目标地心距应大于目标实际地心距；（2）根据计算所得分析目标的折射误差与观测角和视在距离有某种函数关系因此设目标相对于地面高度的初始值为：（5）经过拟合计算取：（6）（3）以为积分下限为积分上限计算出视在距离在高度处利用Snell定理即可计算出精度很高的目标高度若重复计算上述步骤可达到更高的精度。然后即可计算出目标的仰角及测距误差。将门限选为1m图2和图3为应用本文方法计算的某地大气折射引起的角度和距离误差。图2本文计算的角度误差图3本文计算的距离误差3结语本文通过对电磁波在大气传播折射现象分析基于Hopfield模型采用射线描迹法对大气折射误差进行计算针对传统方法迭代次数多、计算实时性差的特点提出了一种改进方法从计算结果可得出：（1）距离误差在量级仰角误差在0.1°量级；（2）仰角误差和距离误差随着目标高度的增加而增加的速度由快变慢表明折射误差主要发生在低高度区域；（3）通过图2、图3证明了本文方法计算精度较高；经过统计对每个采样点修正需要1～3次迭代即可计算速度明显提高。参考文献：[1]莫剑飞张荣涛.一种对流层电波折射误差修正办法[J].火力与指挥控制201035：164-169.[2]赵乐至武昱唐佩佳.雷达大气折射误差修正快速算法[J].四川兵工学报201233（5）：104-106.