[发明专利]一种Ka/C双频高度计消除电离层误差方法及系统

说明书

本发明公开了一种Ka/C双频高度计消除电离层误差方法及系统，Ka/C双频雷达高度计的Ka频段中心频率为35.7GHz，C频段中心频率为5.3GHz。该方法包括：根据Ka/C双频雷达高度计的回波波形测量值建立误差方程；采用最小二乘平差方法确定误差方程中的参数值；根据参数值得到Ka/C双频段测距改正值和双频段海况偏差改正值；根据Ka/C双频高度计观测值、Ka/C双频段测距改正值和Ka/C双频段海况偏差改正值综合确定Ka频段的电离层误差改正值。采用本发明的方法及系统，能够大幅减小电离层对卫星测高的影响，提高卫星测高精度。

技术领域

本发明涉及海洋卫星测高技术领域，特别是涉及一种Ka/C双频高度计消除电离层误差方法及系统。

背景技术

海洋卫星测高技术是获取全球海洋区域海面变化、重力场、海底地形的重要手段。电离层误差是卫星测高中的主要误差之一，目前，多数测高卫星一般采用Ku/C双频体制消除电离层，少数测高卫星采用单频Ka体制，上述两种体制在改正电离层误差方面都存在一定的不足。Ku/C双频体制虽能大幅降低电离层误差影响，但对于厘米级测高而言还存在0.5-1cm的噪声误差，且Ku频段对于近岸、冰区测量精度较Ka频段偏低；Ka频段虽然测距精度高但易受降雨影响导致数据失效，且单一Ka频段测距无法完全消除电离层影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种Ka/C双频高度计消除电离层误差方法及系统，能够减小电离层对卫星测高的影响，提高卫星测高精度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种双频雷达高度计组合消除卫星测高电离层误差方法，包括：

获取Ka频段高度计观测值、C频段高度计观测值和雷达回波波形测量值；

根据所述雷达回波波形测量值建立误差方程；

采用最小二乘平差方法确定所述误差方程中参数的值；

根据所述参数值对Ka频段高度计的回波波形进行波形重跟踪，得到Ka频段测距改正值；根据所述参数值对C频段高度计的回波波形进行波形重跟踪，得到C频段测距改正值；所述参数值为所述误差方程中参数的值；

根据所述参数值采用最小二乘法确定Ka频段海况偏差改正值和C频段海况偏差改正值；

根据所述Ka频段高度计观测值、所述C频段高度计观测值、所述Ka频段测距改正值、所述C频段测距改正值、所述Ka频段海况偏差改正值和所述C频段海况偏差改正值确定Ka频段的电离层误差改正值。

可选的，所述根据所述雷达回波波形测量值建立误差方程，具体包括：

根据如下公式建立误差方程：

V＝Aδx-L

式中，δx表示参数的改正值，所述参数包括P_N、A₀、t_x、σ，P_N表示热噪声水平，A₀表示信号幅度，t_x表示高度计真实跟踪时间，σ表示高度计回波波形合成上升时间，L表示雷达回波波形测量值，A表示雷达回波波形函数p(t)对待估参数的偏导数在初始值处的值，V表示残差；

其中，

δx＝(A^T·A)^-1(A^T·L)