中性大气折射延迟的研究现状及其天文测量方法

经典天体测量和大地测量所作的天文大气折射修正,以及现代空间大地测量所作的电磁波中性大气折射延迟改正,都没有达到期望的高精度要求,原因在于不能直接测定天文大气折射和折射延迟模型的参数,只能采用各地相同和各向同性的理论模型作改正.为了提高修正精度,人们用测量数据反演各观测站不同方位的经验改正模型.本文根据有关学科发展对空间大地测量的精度要求,阐述了折射延迟量与观测站周围的地形有关的事实,指出了建立和采用随观测站、方向而异的改正模型的必要性;在分析了长期以来直接测定天文大气折射或折射率的几个主要障碍和已具备的条件后,根据光学波段的天文大气折射与射电波段的大气折射延迟之内在联系,提出了在各测站采用天文大气折射测定值,建立各自随方位而异的大气折射实测模型和折射延迟实测模型的方法;文中还给出了测定瞬时天文大气折射、建立两种实测模型的总体方案.这一方法的实施,将有可能把天顶方向的延迟改正精度提高到1mm以内、高度角5°处的精度提高到厘米量级,并且把截止高度角压缩到5°以内.     

超折射及其对变分同化效率的影响

在应用低对流层中的掩星观测资料进行反演的过程中,当观测资料接近地面或海平面时,大气折射率的垂直梯度小于某个极限值,会产生超折射现象。本文描述了超折射现象的数学表示,对若干个样本的超折射层厚度和发生区域进行了统计分析,并讨论了超折射现象对一维变分同化的影响;通过实验发现,适当地对超折射层进行处理能极大地缩短同化的计算机时和迭代次数,从而提高变分同化的效率。     

天文大气折射与映射函数的数值模拟

为了研究天文大气折射与中性大气折射延迟之间的内在联系,利用天文大气折射表的表列数据对大气折射延迟的映射函数进行了数值模拟.计算结果表明,用天文大气折射测定值模拟映射函数是可行的;同时也表明,映射函数的形式是次要的,随着连分式项数的增加可以提高模拟的精度.该结论对于改善大气折射数据处理的归算精度,降低仪器的观测截止角,和提高仪器的使用效应具有一定的参考价值和指导意义.     

一种新的测量大气折射的方法

大气折射是直接影响地面天体测量位置的一项较大的修正项.现有的大气折射表仅采用某一地区的大气平均密度编制而成,而实际大气密度的分布情况还受到观测站的地理环境、周围建筑物分布、气象环境等要素的影响.因此对于高精度的观测,仅用统一的大气折射表作修正是不够的,提高大气折射修正值精度的根本途径是建立观测站本地的大气折射实测模型.根据多功能天文经纬仪的特点,提出一种仅用子午方向的视天顶距测定值就可得到瞬时天文纬度测定值的方法,将这种测定值分别用于建立子午方向大气折射实测模型和各给定方位的大气折射实测模型.并且在编制观测纲要时满足一定的限制条件Σtan z→0,巧妙地压缩原有大气折射表等系统误差对瞬时天文纬度测定值的影响.     

基于地面参数预测的电波折射修正软件设计

受大气折射效应的影响,电波传播路径发生弯曲,传播速度小于光速,给无线电定位系统带来了一定的误差,因此需利用电波折射误差计算软件进行修正.首先通过对常用大气折射误差修正方法的分析,结合实际应用需求,选取了基于地面参数预测的电波折射修正模型.然后进行折射软件修正算法设计,给出了流程图及主要功能实现方法.最后通过模拟数据对该软件修正效果进行检验.结果表明,该软件能够准确、快速显示大气引起的电波折射误差,且能够将误差控制在1%以内.     

大气折射误差修正研究现状与展望

雷达是测量目标位置和速度的常用手段之一.为了提高雷达的测量精度,需要对因大气折射效应而产生的雷达测量误差进行修正.首先简要给出了雷达系统中大气折射误差的问题描述及进行误差修正的思路.然后不仅详细阐述了目前常用的电波射线描迹法、近似修正法和新型修正法等电波折射误差修正技术在雷达定位中的研究和应用现状,而且也阐述了几种用于对雷达测速折射误差修正方法的研究和应用现状,同时,对各种方法的使用范围及其优缺点也进行了简单的分析.最后,给出了雷达系统大气折射误差修正技术在今后的研究方向.     

近地层大气折射指数梯度分布模拟模型及其应用试验

以大气折射指数梯度的统计分布模型为基础,给出了近地面大气折射指数梯度分布的模拟模型,利用地面高空资料,可以方便地模拟近地层的大气折射指数梯度分布。计算和试验表明：大多数地方近地层大气折射指数梯度的统计分布,仅用地面大气折射指数就能够进行模拟。     

电子系统中电波折射实时修正新方法研究

一般常用电波折射误差修正方法存在计算复杂且不具有实时性缺陷.提出了一种电波折射误差修正的新方法,即用微波辐射计采用大气遥感的方法进行电波折射实时修正.它不仅具有全天候、实时性、机动性等特点,而且由于它直接测量出电波传播路径上的大气附加时延积分,从而直接给出距离误差修正量,因此其精度较高.     

高空俯视雷达的大气折射修正与定位误差模型

为了实施对地面目标的精确打击,空中飞行器上的雷达首先需要对地面目标精确定位.由于雷达电波在大气中传播时会产生折射误差,因而会影响雷达定位精度.针对有关部门的实际需求,以及目前大气折射误差修正基本上都是基于地基雷达的现状.通过选择高精度的对流层和电离层大气模型,利用全国对流层大气参数和电离层大气浓度剖面建立大气折射率剖面数据库.根据电波传播理论,利用射线描迹法推导出了位于电离层中俯视雷达的大气折射误差修正模型和定位误差模型.仿真实验表明,大气折射效应对高空俯视雷达探测精度影响很大.利用该模型可极大地提高俯视雷达的定位精度,为有效打击地面目标奠定基础.     

低频天波大气折射效应

证明了当地面大元传播距离、反射高度相同时,线性大气弯曲射线和“等效地球”上空直射线之间几何长度并不相等。探讨了目前低频天波折射修正中存在的问题。用指数大气模式计算了一跳天波的折射效应。     

点阵常数测定中的折射修正

根据晶体的折射原理提出了在测定点阵常数时进行折射修正的一种简易方法：基于点阵常数与衍射角之间的简单关系，通过对实测数据作最佳线性拟合，利用外推法求得“精确的”点阵常数。利用这一方法测定了几种不同粉末样本的点阵常数，线性外推的结果表明，尽管精度还受到其它因素的影响，但是比数值平均法的精度提高了若干倍。此外，这一方法不需要作复杂的修正计算，原理简单，容易实行。     

金属势阱对LEED的折射效应

研究了低能电子束在金属中衍射时势阱对电子束的折射效应 ,给出了一种用低能电子衍射法测定金属势阱深度的新方法 ,并以Cu ,Al和Ag膜为例计算了LEED(lowenergyelectrondiffraction)的折射效应     

水下目标定位中的声线折射修正方法

研究了提高水下目标定位精度的一种误差修正方法-声线折射修正方法.首先根据水下声线传播环境和声速变化规律建立了海水的折射率球面分层模型.然后基于Snell定理,利用射线描迹方法得到从声源到水下目标的声线传播轨迹,从而建立声线的真实传播距离和角度模型.经与声纳测量系统的测量参数比对,建立了水下目标定位中的声线折射误差修正模型.根据实测的海水声速剖面,利用折射率球面分层模型和声线折射修正模型进行了水下目标定位的数值计算.实验证实,采用声线折射修正方法可以有效地提高水下目标的定位精度.     

人为双折射现象的验证

文章介绍了电光调制实验中人为双折射现象产生的机理,并给出了观察该现象的实验方法,从而对人为双折射现象进行了验证。     

含负折射率材料的宽带全方位反射镜

利用传输矩阵方法模拟了正负折射率材料交替生成的多层膜体系的反射率对不同偏振模式的角度和频率响应。结果表明,该体系具有很宽的反射带,并且反射带不会随着入射角度的变化而发生平移,可以用来制作高品质的宽带全方位反射镜。     

从负折射超材料到光学隐身衣

1964年俄罗斯科学家V.Vesalago从Maxwell方程组出发断言具有负折射率的左手材料(LHM)可以存在,1996年和1999年J.Pendry提出了LHM的初始设计。2000年D.Smith制成首个LHM,它可把微波波束弯折到与常规的不同方向。近年来LHM吸引了人们的兴趣,它也称为超材料,但在自然界并不存在。它可变更电磁波传播,从而造成负折射甚至隐形。一个时期以来,在微波和光频进行的隐身斗篷实验是2D或3D的,它们与通常的隐形方法显著不同。LHM的其他应用如左手传输线、成像技术等。本文首先对负折射研究和隐身衣设计的历史和进展作回顾,进而讨论了这些领域中理论与实验工作的意义。可以看出负折射问题是非常复杂的。还讨论了负折射与负波速、负折射与负GH位移的关系。     

根据气温变化率进行三角高程测量的折光改正

不同的气温梯度会产生不同的大气折射,根据测程前后两半段的气温梯度与－0.0342之差值,可将光线沿测程方向的折射分为4种类型,它们对三角高程测量的往返高差均值会产生不同的影响.利用测程两端及     

折射静校正在松辽盆地地震处理中的应用及效果

随着油气勘探的深入和技术的发展,针对松辽盆地存在的地质问题,要求地震数据处理达到高信噪比、高分辨率、高保真度和准确成像,折射静校正是解决这三高一准目标的关键环节,直接影响到成像效果和解释精度。而松辽盆地地表复杂多变,选择合适的折射静校正处理方法和参数,可以取得较好的应用效果。本文从理论入手,介绍了三维折射静校正的实现步骤,并通过在松辽盆地三维地震资料处理中的应用,表明该方法计算速度快、实用性强,较好的解决了松辽盆地复杂地表条件下野外近地表风化层引起的静校正问题,对改善地震剖面质量和提高信噪比是有效的。