[发明专利]一种面向实时的雷达电波折射积分迭代误差修正方法

权利要求书

1.一种面向实时的雷达电波折射积分迭代误差修正方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1、通过地面采集的温湿压数据，利用Hopfield模型计算不同高度的折射率；

S2、由雷达实测俯仰角和测距，计算目标相对测站高度的初始值，并对雷达3°以上俯仰角的数据进行修正；

S3、根据得到的目标初始高度值、折射率，积分迭代得到视在距离；

S4、由迭代计算得到的视在距离，计算目标真实地心距；

S5、根据得到目标真实地心距，积分迭代得到目标与测站间的真实地心角；

S6、根据得到的目标与测站间的真实地心角，计算真实距离和真实俯仰角；

S7、根据雷达测量的目标测距以及俯仰角，以及得到的真实距离和真实俯仰角，计算距离修正量与俯仰角折射修正量；

其中，

所述步骤S1具体包括：

输入：设备海拔高度h₀，雷达测量站的地面温度t₀，单位为℃，雷达测量站地面大气压p₀，单位为mbar，雷达测量站地面相对湿度f₀，跟踪目标海拔高度h，Hopfield模型湿项等效高度常量h_w＝11000米；

输出：高度为h的电波折射率n(h)

利用Hopfield模型思想，将大气折射指数分为干、湿两项，并表示为目标高度的四次方函数，计算得到不同高度h的折射率n(h)

n(h)＝1+N(h)×10^-6

其中N(h)为总的大气折射指数，N_d(h)、N_w(h)分别为干、湿两项折射指数，对应的计算方法如下

N(h)＝N_d(h)+N_w(h)

h_d为干项等效高度，单位为米，h_d计算公式如下

h_d＝40136+148.72×(T₀-273.16)

N_0d、N_0w分别表示测站地面的干项和湿项折射指数，计算方法如下

N_0d＝77.6p₀/T₀

N_0w＝3.73×10⁵×e₀/T₀²

上式e₀为水气压，单位为mbar，T₀为雷达测量站的地面开氏温度，计算方法如下：

T₀＝273+t₀

所述步骤S3具体包括：

输入：目标初始高度值h_c，电离层的起始高度常量h_E，取值为60km，高斯积分常数值C_k，地心距为r_kj的电波折射率n(r_kj)，测站到地心的距离r₀，雷达站地面电波折射指数n₀，雷达实测俯仰角E_e0；

输出：视在距离

根据得到的目标初始高度值h_c，积分迭代得到视在距离其中地心距为r_kj的电波折射率n(r_kj)以及雷达站地面电波折射指数n₀通过步骤1的公式计算得到，输入高度值分别为r_kj-6371393与r₀-6371393；

当h_c≤h_E时,视在距离的计算公式如下

当h_c＞h_E时，电离层高度外的折射率基本为1；因此将视在距离R_a的计算分为两段(0,h_E)与(h_E,h_c),其计算公式如下

其中

r_kj＝100j+U_kΔr_j,为高斯积分迭代时不同高度的地心距，

为分层区间，单位为米，

为高斯积分迭代次数，“[]”表示取整；

C_k,U_k为高斯积分常数值，相应的数值如下：

C₁＝0.1739274225 U₁＝0.0694318442

C₂＝0.3260725775 U₂＝0.3300094782

C₃＝0.3260725775 U₃＝0.6699905218

C₄＝0.1739274225 U₄＝0.9305681558；

所述步骤S5具体包括：

输入：目标真实地心距h_T，电离层的起始高度常量h_E，取值为60km，高斯积分常数值C_k，地心距为r_kj的电波折射率n(r_kj)，测站到地心的距离r₀，雷达站地面电波折射指数n₀，雷达实测俯仰角E_e0

输出：目标与测站间的真实地心角

根据步骤S4得到目标真实地心距h_T，积分迭代得到真实地心角地心距为r_kj电波折射率n(r_kj)、雷达站地面电波折射指数n₀的计算方法同步骤S3；高斯积分常数值C_k与步骤S3一致；

当h_T≤h_E时

当h_T＞h_E时，可将计算分为两段(0,h_E)与(h_E,h_T),

其中

r_kj＝100j+U_kΔr_j,为高斯积分迭代时不同高度的地心距，

为分层区间，单位为米，

为高斯积分迭代次数，“[]”表示取整。