[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

说明书

本发明涉及一种面向实时的雷达电波折射积分迭代误差修正方法，属于航天测控领域。本发明基于分层积分迭代思想，设计了一种可用于实时任务的雷达电波折射的误差修正方法，旨在提高实时雷达设备测元精度，通过地面采集的温湿压数据，利用Hopfield模型计算不同高度的对流层折射率，并拟合目标相对测站高度的初始值计算系数，再通过一次积分即可获取火箭视在距离及火箭真实高度，最后得到雷达测距、俯仰的大气折射修正值。为进一步提升算法计算效率，特别是火箭飞行高度较高时的积分计算速度，采用更易于计算机运行实现的高斯积分法，计算中使用高斯积分常数，达到提升积分效率的目的，本方法修正精度远高于现有实时经验修正模型。

技术领域

本发明属于航天测控领域，具体涉及一种面向实时的雷达电波折射积分迭代误差修正方法。

背景技术

电波折射修正误差是外测数据处理中最重要的误差源之一，其中电波折射率模型和电波折射修正方法，是影响电波折射修正精度的重要方面。当前航天测控中心电波折射修正方法已形成一套比较完整的体系，主要是2类电波折射修正模型，一类是在事后数据处理中使用的精确修正模型——分层积分法；另一类是在实时任务中使用的简化修正经验公式。分层积分法是一种具有较高精度的电波折射修正方法，它基于大气球面分层理论，假设大气结构在水平方向是均匀的，并通过施放探空气球等方式来获得大气的实时气象剖面数据，然后通过分层积分获得电波折射的修正量。由于该方法需要进行迭代数值积分，当火箭飞行高度较高时，迭代积分次数较多，计算量较大，在观测俯仰角较低时，还可能出现迭代不收敛的情况，因此此方法一般只在事后数据处理中。实时任务则是采用简化修正经验模型，使用地面测站的气象参数或者经验值进行简化计算，但修正结果存在一定偏差。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何提供一种面向实时的雷达电波折射积分迭代误差修正方法，以解决雷达电波折射积分迭代误差修正的修正结果存在偏差的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种面向实时的雷达电波折射积分迭代误差修正方法，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。

进一步地，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