[发明专利]一种低仰角对流层折射修正方法

摘要

本发明属于大气科学技术领域，公开了一种低仰角对流层折射修正方法。本发明包括：(1)求解低仰角测量信号在对流层传播的射线轨迹；(2)建立低仰角对流层折射修正迭代算法；(3)确定低仰角对流层折射修正迭代终止条件；(4)计算低仰角对流层折射修正量。采用本发明提高了低仰角情况下测量信号穿越对流层的折射修正精度，有效改善航天测控、导航定位等的效果，为我国航天测控、通信导航等领域提供了技术支持。

主权项

1.一种低仰角对流层折射修正方法，其特征在于：包括如下步骤： 步骤一、建立低仰角测量信号在对流层传播的射线轨迹方程组低仰角测量信号在对流层传播的射线轨迹方程组如下： 其中，θ为低仰角测量信号在对流层传播的射线与信号传播大气层切面的夹角，r为信号传播大气层的半径，ds为信号在对流层传播的射线几何距离S上所取的微元，为测站与目标间的地心夹角，n(r)为信号在大气层传播的折射率，R是与ds对应信号的实际传播路径；步骤二、建立低仰角对流层折射修正迭代算法 2.1、k＝0，取迭代步长为ΔS，则得到迭代初值方程组如下： 其中，r₀为测站的地心距，r_a为目标的地心距，为真实的测站与目标的地心夹角，R₀为真实的测距，θ₀为信号在对流层传播的真实的射线与信号传播大气层切面夹角，E_e为测站处未经折射修正的实测仰角；2.2、k＝k+1，获得对流层修正的迭代算法方程组如下： 其中，r_k、r_k-1分别是迭代第k步和第k-1步目标的地心距，ΔS为迭代步长，θ_k、θ_k-1分别是迭代第k步和第k-1步信号在对流层传播的射线与信号传播大气层切面夹角，分别是迭代第k步和第k-1步的测站与目标的地心夹角，R_k、R_k-1分别是迭代第k步和第k-1步的测距，n(r_k)、n(r_k-1)分别是迭代第k步和第k-1步的信号折射率；步骤三、确定低仰角对流层折射修正迭代终止条件 终止低仰角对流层折射修正迭代的验证方程组如下： 其中，R_k是迭代第k步的测距，R_e为测站处未经折射修正的测距，n(r_k)是迭代第k步的信号折射率，ΔS为迭代步长； 步骤四、计算低仰角对流层折射修正量 计算低仰角对流层折射修正量如下： 其中，ΔE为仰角修正量，ΔR为测距修正量，R_e与E_e分别为测站处未经折射修正的实测距离和实测仰角，R₀与E₀分别为真实的测距和仰角： 其中，r_a为迭代初始时目标的地心距。r_end、和θ_end分别为低仰角对流层折射修正迭代结束时的目标地心距、测站与目标的地心夹角，及目标处的视在仰角，其计算公式如下：其中，r_k为迭代第k步的目标地心距，θ_k为迭代第k步目标处的视在仰角，为迭代第k步测站与目标的地心夹角，R_k为迭代第k步的测距，n(r_k)是迭代第k步的折射率，ΔS_tast为最后一次迭代的步长，其计算公式如下：ΔS_last=R_e-R_k其中，R_e、R_k分别为测站处未经折射修正的测距和迭代第k步的测距。