[发明专利]相控阵雷达高精密定轨中的大气模型

摘要

本发明涉及相控阵雷达高精密定轨中的大气模型，目的是提供一种适用于相控阵雷达高精密定轨中的大气模型，消除DTM94大气模型密度计算中的数学奇点。本发明的技术方案是：相控阵雷达高精密定轨中的大气模型，其中，大气密度ρ的表达形式为：，下标i＝1，2，……5，分别对应H，H_e，O，N₂，O₂这五种气体原子或分子。

主权项

1.相控阵雷达高精密定轨中的大气模型，其特征是，大气密度ρ的表达形式为：下标i＝1，2，……5，分别对应H，H_e，O，N₂，O₂这五种气体原子或分子；上式中，A_VR＝1/(6.022×10²³)为阿伏加德罗常数的倒数；M_i为中性气体成份i的分子量，M₁＝1，M₂＝4，M₃＝16，M₄＝28，M₅＝32；n_i(h)＝A_iexp(G_i(L))f_i(h)，h为卫星的地面高度；上式右边符号说明如下：fi(h)=(T120/T(h))1+αi+γiexp(-σγiζ),]]>这其中，T₁₂₀＝380K，表示120公里高度处的温度，表示地面高度h处的温度，T_∞＝A_T(1+G_T(L))，表示外层大气温度，α_i为中性气体成份i的热扩散系数，α₁＝-0.40，α₂＝-0.38，α₃＝α₄＝α₅＝0.0，γ_i＝M_ig₁₂₀/(σRT_∞)，R＝831.4为气体常数，g₁₂₀＝944.6626(cm/s²)，表示地面高度120公里处的引力加速度，σ＝T₁₂₀/(T-T₁₂₀)，表示相对垂直温度梯度，T′₁₂₀＝14.348，表示120公里处的温度梯度，表示地球引力势高度，R_ρ＝6356.77km，表示地球极半径，表示卫星地面高度，e²＝2ε-ε²，表示地球子午圈偏心率，ε＝1/298.25，表示地球子午圈扁率；而其它系数：A₅＝4.775×10¹⁰(cm^-3)，A₁，A₂，A₃，A₄及A_T值可由DTM94模型的系数表中查取，即分别为表中各中性气体成份及温度T对应的α₁值；对于G_i(L)，说明如下：G₅(L)＝0，G₁(L)，G₂(L)，G₃(L)，G₄(L)和G_T(L)在下面统一用G(L)表示，因为它们的区别同上面A₁，A₂，A₃，A₄及A_T类似，仅仅是在查DTM94模型系数表时分别查各中性气体成份及温度T对应的值；G(L)＝LAT+F+M+β(AN1+SAN1+AN2+SAN2+D+SD+TD)；其中，纬度项：LAT＝a₂H₂₀+a₃H₄₀+a₃₇H₁₀；太阳活动项：F=a4(F10.7-F‾10.7)+a5(F10.7-F‾10.7)2+a6(F‾10.7-150)+a38(F‾10.7-150)2;]]>地磁活动项：对称周年项：AN1＝(a₉+a₁₀H₂₀)cos[Ω(d-a₁₁)]；对称半年项：SAN1＝(a₁₂+a₁₃H₂₀)cos[Ω(d-a₁₄)]；非对称周年项：AN2＝(a₁₅H₁₀+a₁₆H₃₀+a₁₇H₅₀)cos[Ω(d-a₁₈)]；非对称半年项：SAN2＝a₁₉H₁₀cos[2Ω(d-a₂₀)]；周日项：D＝(-B₁cosλ_s+B₂sinλ_s)θ₁-(B₁sinλ_s+B₂cosλ_s)θ₂；半周日项：SD=(B3cos2λS-B4sin2λS)(θ12-θ22)+2(B3sin2λS+B4cos2λS)θ1θ2;]]>1/3周日项：TD=(-B5cos3λS+B6sin3λS)(θ12-3θ22)θ1+(B5sin3λS+B6cos3λS)(θ22-3θ12)θ2;]]>上面公式中系数说明如下：B₁＝a₂₁H₁₁+a₂₂H₃₁+a₂₃H₅₁+(a₂₄H₁₁+a₂₅H₂₁)cos[Ω(d-a₁₈)]，B₂＝a₂₆H₁₁+a₂₇H₃₁+a₂₈H₅₁+(a₂₉H₁₁+a₃₀H₂₁)cos[Ω(d-a₁₈)]，B₃＝a₃₁H₂₂+a₃₂H₃₂cos[Ω(d-a₁₈)]，B₄＝a₃₃H₂₂+a₃₄H₃₂cos[Ω(d-a₁₈)]，B₅＝a₃₅H₃₃，B₆＝a₃₆H₃₃；a_i(i＝2，3，……39)的值可查DTM94模型系数表；d为由年首起算的积日数；F_10.7为太阳10.7cm辐射流量，用d-1天值；是太阳10.7cm辐射流量平均值，为d之前三个太阳自转周期内的平均；K_ρ为3小时地磁指数，取计算时刻前小时的值，其中为卫星星下点的地心纬度，以度为单位；Ω＝2π/365(day^-1)；H₁₀＝θ₃，H20=32θ32-12,]]>H30=12(5θ32-3)θ3,]]>H40=18(35θ34-30θ32+3),]]>H50=18(63θ34-70θ32+15)θ3,]]>H₁₁＝1H₂₁＝3θ₃，H31=32(5θ32-1),]]>H51=18(315θ34-210θ32+15),]]>H₂₂＝3，H₃₂＝15θ₃，H₃₃＝15关于坐标量的说明如下：卫星地心矩r以及方向余弦θ₁，θ₂，θ₃与其球坐标的关系为：x，y，z是卫星在地固坐标系中的矩坐标；用表示太阳在地固坐标系中的矩坐标，它和球坐标的关系为：