文章目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 选题背景和意义

1.2 国内外研究现状

    1.2.1 国外研究现状

    1.2.2 国内研究现状

1.3 课题研究的主要内容及结构安排

第二章 常用雷达电波折射修正方法

2.1 雷达位置的获取方法

2.2 大气剖面参数的处理方法

    2.2.1 实测大气折射率剖面

    2.2.2 大气折射率剖面的线性模型

    2.2.3 大气折射率剖面的指数模型

    2.2.4 大气折射率剖面的分段模型

    2.2.5 大气折射率剖面的双指数模型

    2.2.6 大气折射率剖面的Hopfield模型

2.3 电波折射修正常用方法

    2.3.1 射线描迹法

    2.3.2 等效地球半径法

    2.3.3 经验方法

2.4 本章小结

第三章 雷达位置与大气剖面处理中的高精度策略

3.1 雷达位置对电波折射修正精度的影响与对策

    3.1.1 针对电波折射误差的公式计算

    3.1.2 不同雷达测量站的海拔高度h_s的选取对比分析

3.2 大气剖面处理方法对电波折射修正精度的影响与对策

    3.2.1 一维大气剖面处理

    3.2.2 三维大气剖面处理

3.3 本章小结

第四章 电波折射修正公式中的高精度策略

4.1 积分方法中的相关处理对电波折射修正精度的影响与对策

    4.1.1 利用虚高计算积分时的对策

    4.1.2 利用MATLAB函数调用的对策

    4.1.3 仿真结果与分析

4.2 微分方法中的相关处理对电波折射修正精度的影响与对策

    4.2.1 微分步长的最优确定

    4.2.2 利用MATLAB函数调用的对策

    4.2.3 仿真结果与分析

4.3 经验方法中的相关处理对电波折射修正精度的影响与对策

    4.3.1 经验公式的确定策略

    4.3.2 经验公式的实际应用

    4.3.3 仿真结果与分析

4.4 本章小结

第五章 雷达测速折射修正中的高精度策略

5.1 基于时间差分的速度折射修正方法

5.2 基于方向余弦的速度折射修正方法

5.3 仿真与分析

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

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文章摘要:现代军事中常用的雷达是依靠电磁波的反射来达到目标定位和测速目的,在大气中传播的电磁波因受到不均匀介质的影响而产生折射效应,进而影响雷达的测速定位精度,为了提高雷达定位和测速精度必须进行大气折射修正。针对目前电波折射误差修正的精度和运算速度都不能满足雷达高精度探测要求的现状,急需给出雷达电波折射修正的高精度策略。首先通过对几种常用的大气剖面模型和折射误差修正算法的比较和分析,选取了公认的高精度的分段大气模型和电波射线描迹修正算法。其次,对雷达电波折射修正的高精度策略进行了详细的研究。在大气折射率剖面精确获取方面,一是针对目前大气剖面处理中常采用的大气折射率线性插值方法引起电波射线上折射率出现较大误差情形,根据大气折射率变化规律,提出了分段大气折射率插值方法;二是针对下垫面复杂地区提出了大气折射率剖面获取的组合法。通过利用大气折射率实测数据对线性插值和分段插值两种方法,以及对利用组合法建立的全国大气剖面模型数据库等得到的电波射线上折射率进行比较,证明了本文的方法可以精确地获得电波射线上的大气折射率。在保精度前提下对电波折射修正计算方法的高精度研究方面,一是提出了基于虚高的改进算法,通过利用接近目标真实高度的虚高方法,使得基于积分法中的积分上限计算次数大大减少,极大地提高了计算速度;二是提出了将积分计算转化为微分计算的方法来提高计算速度,进而得到了基于微分法的改进步长算法。通过MATLAB仿真对比,证明了这两种方法都可以有效地提高电波折射误差修正的计算速度。最后,针对雷达测速参数折射修正精度较低的问题,提出了由时间差分和方向余弦获得速度折射误差的高精度修正方法,通过仿真分析,证明该方法可有效地提高速度量电波折射修正精度。这三种方面的综合改进可进一步确保雷达的高精度定位测速。本文研究成果不仅给出实用的雷达电波折射误差修正大气剖面的一维和三维剖面处理方法,可有效地提高电波折射修正精度,进而可确保雷达的高精度探测。同时也提出了电波折射误差修正的优化算法及雷达测速参数折射误差修正的方法,不仅确保了修正精度而且也大大提高了计算速度,从而可达到高精度、快速地进行折射误差修正的效果。该成果可直接应用于在役雷达系统,进一步提高其定位精度。

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