一种基于卫星外辐射源雷达量测TDOA的折射修正方法
专利汇可以提供一种基于卫星外辐射源雷达量测TDOA的折射修正方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于卫星外 辐射 源雷达量测TDOA的折射修正方法，包括如下步骤：（1）建立量测TDOA修正数学模型；（2）基于已知大气环境信息，建立电波传播视在距离差计算数学模型；（3）基于建立的量测TDOA修正数学模型和电波传播视在距离差计算数学模型，利用 迭代 算法 对卫星外辐射源雷达量测TDOA进行折射修正；本发明提供了一种基于卫星外辐射源雷达量测TDOA的折射修正方法，该方法可在基于卫星外辐射源雷达对目标进行时差 定位 时进行TDOA量测值的大气折射误差修正，利用已知的环境信息对TDOA量测值进行折射误差修正，可进一步提高雷达的目标定位 精度 。，下面是一种基于卫星外辐射源雷达量测TDOA的折射修正方法专利的具体信息内容。
1.一种基于卫星外辐射源雷达量测TDOA的折射修正方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)建立量测TDOA修正数学模型；
地面雷达接收站R接收至少3个卫星外辐射源辐射信号实现目标探测与定位，假设接收天线坐标为[xR yR zR]，卫星Vi的坐标为 接收站R实际测得的为
从第i个卫星到目标T再从目标T到接收站R与从第i个卫星直接到接收站R电波传播的时间差，也就是传播群距离差，或称为视在距离差；
为卫星Vi相对于接收站R的视在距离，二者的真实距离 为：
为目标T相对于接收站R的视在距离，当目标散射Vi卫星信号时，二者的真实距离记为SRT：
为目标T相对于卫星Vi的视在距离，二者的真实距离记为
不考虑接收系统测量误差，则接收站测量到的时间差，即视在距离差为：
由于辐射信号在传输过程中受到大气折射效应的影响，式(4)中接收站测量到的视在距离差为Pi，而用于定位的理想距离差应为：
折射误差为：
Δi＝Pi-Si，i＝1,2,3 (62)
为了使定位准确，需要估算出折射误差Δi，对量测值进行修正，即：
(2)基于已知大气环境信息，建立电波传播视在距离差计算数学模型；
(21)建立目标T所在位置相对于卫星Vi所在位置电波传播视在距离计算的数学模型；
假设目标T位置为[xT yT zT]，则可以计算出目标T海拔高度hT：
rE——地球半径；[xC yC zC]——地心坐标；
式(4)量测值Pi中的 计算公式如下式(8)所示：
h_——低层大气与电离层分界的海拔高度，60km；
h——电波射线上某点的海拔高度；
n——h处的折射指数；
——卫星Vi处的海拔高度，
—— 处的折射指数；
——目标相对于卫星Vi的视在俯角，可根据下面方法计算：
目标T和卫星Vi的地心张角 为：
而 与 有如下关系：
可根据式(10)采用逐次逼近法求出 在用逐次逼近法求 时，目标T相对于卫星Vi的真实俯角 可作为初始值，如下式所示：
(22)建立目标T所在位置相对于雷达接收站R所在位置电波传播视在距离计算的数学模型；
式(4)量测值Pi中的 计算公式如式(11)所示：
hR——地面接收站R接收天线的海拔高度；
nR——hR处的折射指数；
——目标散射卫星Vi信号时，目标T相对于接收站R的视在仰角，可根据下面方法计算：
目标T和接收站R的地心张角 为：
而 与 有如下关系：
可根据式(13)采用逐次逼近法求出 在用逐次逼近法求 时，目标T相对于接收站R的真实仰角αRT可作为初始值，如下式所示：
(23)建立卫星Vi所在位置相对于雷达接收站R所在位置电波传播视在距离计算的数学模型；
式(4)量测值Pi中的 计算公式如式(14)所示：
式(14)中 是卫星Vi相对于接收站R的视在仰角，可根据下面方法计算：
卫星Vi和接收站R的地心张角 为：
而 与 有如下关系：
可根据式(16)采用逐次逼近法求出 在用逐次逼近法求 时，卫星Vi相对于接收站R的真实仰角 可作为初始值，，如下式所示：
由此，可根据式(4)求解量测视在距离差Pi；
(3)基于建立的量测TDOA修正数学模型和电波传播视在距离差计算数学模型，利用迭代算法对卫星外辐射源雷达量测TDOA进行折射修正；
(31)由式(1)计算出卫星Vi相对于接收站R的真实距离 由式(15)计算 由式(16)计算 由式(14)计算出卫星Vi相对于接收站R的视在距离
(32)令j＝1表示当前为第1次迭代，令Si(j)＝Pi；
(j) (j) (j) (j)
(33)将Si 带入式(5)，求解出目标T的位置[xT yT zT ]；
(34)由式(7A)求出目标T的海拔高度hT(j)，由式(2)、式(3)分别求出目标T相对于接收站(j)
R的真实距离SRT 、目标T与卫星Vi的真实距离
(35)由式(9)求出 由式(10)求出 由式(8)求出卫星Vi相对于目标T的视
在距离
(36)由式(12)求出 由式(13)求出 由式(11)求出当目标T散射Vi卫星
信号时，目标T相对于接收站R的视在距离
(37)由式(4)计算雷达接收站测量的视在距离差Pi(j)，由式(5)计算当前假设下的理想距离差Si(j)；
(j) (j) (j) (j+1) (j)
(38)由式(6)求出折射误差Δi ＝Pi -Si ，并更新Si ＝Pi-Δi ；
(39)令j＝j+1；
(310)重复执行步骤(33)—步骤(39)；
(311)N次迭代后，当|Si(N)-Si(N-1)|<10-ε时，i＝1,2,3，则终止迭代，最终折射误差为Δi＝Pi-Si(N)；
(312)利用得到的折射误差Δi对量测值进行修正，即：
2.根据权利要求1所述基于卫星外辐射源雷达量测TDOA的折射修正方法，其特征在于：
步骤(21)中地心张角 步骤(22)中地心张角 和地心张角 的单位均为rad。
3.根据权利要求1所述基于卫星外辐射源雷达量测TDOA的折射修正方法，其特征在于：
在步骤(311)中，ε取决于折射误差修正的精度要求。
一种基于卫星外辐射源雷达量测TDOA的折射修正方法
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