提高无线电定位精度的方法研究

第ｌ４卷第６期　２００６年ｌ１月　河南机电高等专科学校学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｅｎａｎ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ＶｏＬ　ｌ４№．６　ＮＯＶ．２００６　提高无线电定位精度的方法研究　杨成利，陈学锋　（河南机电高等专科学校．河南新乡４５３００２）　摘要：对流层内的温度和压强随高度　时间不断变化．大气层中的折射率不等于ｌ，无线电渡不再是直线而产生　了弯曲效应。以至雷达测距产生误差。’要提高无线电定位精度，就必须进行电波折射修正・文中提出了电波折射　误差快速算法，并进行了精度检验　关键词：无线电定位；电波折射｝射线弯曲；测距误差　中图分类号：ＴＮ０１４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００８—２０９３（２００６｝０６—００２１　０１　上式中的第一项为电波传播速度延迟引起的电　１　引言　波折射误差，第二项为电波射线弯曲引起的电波折射　目前，无线电定位系统在军、民各方面的用途越　误差。通常前者比后者大得多，尤其３。以上仰角，后　　来越广泛。但是，大气是不均匀介质，其温度、湿度和　者完全可以忽略　引。因此假设电波折射误差为：气压随时间和空问不断变化，从而使得作为温度、湿　△Ｒ≈　（　一１）ｃｓｃＯｄｈ＝　Ｎ・１０一　ｃｓｃ￣ｄｈ　（２）　　度和气压函数的大气折射率也不断变化。当电波在　电波在大气中传播时，其射线要产生弯曲，弯曲角为：大气中传播时，大气介质会使电波产生折射效应，以　致传播速度小于光速，传播路径也产生弯曲，最终在　假设大气为指数模型，根据球面分层大气中的Ｓｎｅｌｌ　无线电定位、测速、导航时产生误差，因此提高无线电　定理可以近似得到：　定位精度的途径之一是要进行电波折射误差修正。　ｄ＝』　，去　ｃｔｇＯｄｈ　ＡＲ一—　（３）　（４）　２　电波折射误差的快速算法　电波在低层大气中传播时的射线轨迹见图ｌ，在　对流层中，大气为非色散介质，相速与群速相等，无线　式中　。地面折射指数　当仰角大于ｌＯ。时，可直接采用天文折射公式求得射　线弯曲角“　曲角ｎ　ｎ—ＮｏｃｔｇＯｏ・ｌＯ　（ｍｒａｄ）　（５）　（６）　当仰角小于ｉ０。时，可用变形天文公式嘲得到射线弯　“一Ｎ。ｃｔｇＯｏ・】０　・Ｂ（　）（ｍｒａｄ）　电波在对流层中传播时产生的折射误差为Ⅲ：　／３（０）＝１一　上（　（７）　欲求距离误差，将式（５）或（６）代入式（４）即可。　３算法的数值检验　一一　尸＼　０ｆｍ．为了检验电波折射误差快速算法的精度和可　靠性，对中国的大气折射率指数模型用式（７）和高　精度的射线描迹法…（／’工作＜３０ＧＨｚ）进行计算，其　中Ｎ。、Ｃ为统计得到的地面折射率和衰减系数。　Ｉ　）　图１　电波在低层大气中传播时的射线轨迹　△Ｒ＝：＝，ｆ　，（　一１）ｃｓｃＯｄｈ十［　ｃｓｃＯｄｈ—Ｒ０］（１）　把两种结果进行差分计算后，可得到快速算法的精　式中　△Ｒ为电波折射误差（ｋｍ）；ｈ　为目标离地高　度，见表１。ＡＲ　和△Ｒ　分别为式（７）和射线描迹　度（ｋｍ）；　为电波射线仰角ｏ）；Ｒ。为目标到测站的真　法得到的电波折射距离误差（ｍ），△为两种方法得　宴距离（ｋｍ）ｉ对为大气折射指数。与折射率Ｎ之间　到的参数的差。　的关系为：　一Ｎ・ｌＯ　十ｌ。　（下转第ｌ　２８页）　品羿　４一）。女，河南沁阳人，剐教授，主要从事电波传播技术研究　２１　维普资讯 http://www.cqvip.com

河南机电高等专科学校学报　２００６年６期　综合排放标准一级标准；采用该工艺可以缩短工艺流　其衍生物部分水解为易于生化降解的小分子，因而取　程，减少构筑物和设备，系统污泥产量低，且已好氧稳　得了较高的去除效果。　（责任编辑　吕眷红）　定，很容易被利用或处理｝同时该工艺具有较好的抗　参考文献：　冲击负荷能力。　［１］刘勋武．水解／氧化沟工艺处理麦草制浆造纸中段废水［Ｊ］．工业水　２）曝气池前设置生物选择池，有效地防止了污泥　处理。２００４．（１０）ｔ５６—５８．　［２］谭先文．卡鲁塞尔氧化沟处理制浆中段废水［Ｊ３．纸和造纸，２００４，　膨胀。　（８）ｌ７２—７４．　３）卡鲁塞尔氧化沟独特的池型，形成了缺氧一厌　［３］李树勇，等．卡鲁塞尔氧化沟在中段废水处理中的应用［Ｊ］．中华纸　氧一好氧工艺流程口］，正是由于其可以在同一条沟中　业．２０００．（９）ｌ４５—４６．　交替完成厌氧、好氧过程，使废水中难降解的木素及　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｐａｐｅｒｍａｋｉｎｇ　Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　Ｂｙ　Ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ－－Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　Ｄｉｔｃｈ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　ＷＡＮＧ　Ｙｕ－ｊｉｎ，ｅｔ　ａｌ　（Ｘｉｎｘｉａｎｇ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉｎｘｉａｎｇ　４５３０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ；Ｔｈｅ　Ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ—Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　Ｄｉｔｃｈ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｔｒｅａｔ　ｐａｐｅｒｍａｋｉｎｇ　Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ．Ｔｈｅ　ｒｅｍｏｖａｌ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ＣＯＤｃＲ　ａｎｄ　ＢＯＤ５　ｗｅｒｅ　ｍｏｒｅ　ｔｈａｎ　９０　６　ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ＣＯＤＣｒ　ａｎｄ　ＢＯＤ５　ｉｎ　ｒａｗ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｗｅｒｅ　１　８００ｍｇ／１　ａｎｄ　６００ｍｇ／１　ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ　ｅｆｆｌｕｅｎｔ　ｍｅｔ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　ｓｔａｎｄａｒｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｐａｐｅｒｍａｋｉｎｇ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ；ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｄｉｔｃｈ　‘　（上接第２ｌ页）　气象参数迅速给出电波折射误差量的快速算法。实　裹１　电波折射误差快速算法的精度检验　践又证明，在５。以上仰角用式（４）进行电波折射误差　修正的精度可达到２ｃｍ的精度，一般情况下可确保　５ｃｍ精度。由于它是电波射线上直接进行测量，因此　具有实时性和高精度的优点。　（责任编辑　吕春红）　参考文献：　［１］杨成利，视距传播中电磁波弯曲引起距离误差的探讨［Ｊ］．河南职　业技术师范学院学报，２００３，３１（４）；６４—６５．　由表１可见，在卫星应用中，在５。以上仰角用式　［２］夏应清，等．雷达目标角闪烁预估计算［Ｊ］．电渡科学学报，２００３，】８　（１）：１１１—１１４．　（４）进行电波折射误差修正时，其精度是较高的。　［３３江长荫，等．机载与星载雷达的电波传播大气折射修正［Ｊ］，中国空　４　结论　问科学学院，２００１　ｔ２０（１）ｔ３２—３４．．　［４］刘幸东，等．发汗冷却控制系统的参数辨识［Ｊ３．系统工程与电子技　本文讨论了电波折射误差快速算法问题。式（４）　术，１９９６，１８（４）；７１—７７，　是一种能够在很短的时间内，利用可快速测量的地面　Ｓｔｕｄｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｍｅｔｈｅｄ　ｆｏｒ　Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｔｈｅ　Ａｃｃｕｒａｃｙ　ｏｆ　Ｒａｄｉｏ　Ｌｏｃａｔｉｏｎ　ＹＡＮＧ　Ｃｈｅｎｇ—ｌｉ．ｅｔ　ａｌ　（Ｈｅｎａｎ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｘｉｎｘｉａｎｇ　４５　３００２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎ　ｔｈｅ　Ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｌａｙｅｒ　ｓ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｈａｎｇ　ｏｆ　ｈｅｉｇｈｔ　ａｎｄ　ｔｉｍｅ，ｔｈｅ　ｒｅｆｒａｃｔｉｏｎ　ｉｎｄｅｘ　ｉｎ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ　ｉｓ　ｎｏｔ　ｅｑｕａｌ　ｔｏ　ｏｎｅ，ａｎｄ　ｒａｄｉｏ　ｗａｖｅ　ｉｎ　ｖｉｓｕａｌ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｓｐｒｅｎｄ　ｉｓ　ｎｏ　ｌｏｎｇｅｒ　ａ　ｓｔｒａｉｇｈｔ　ｌｉｎｅ，ｗｈｉｃｈ　ｌｅａｄｓ　ｔｏ　ｃｕｒｖｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ　ＳＯ　ｔｈａｔ　ｒａｄａｒ　ｒａｎｇｉｎｇ　ｐｒｏｄｕｃｅｓ　ｅｒｒｏｒｓ．　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｓｔｕｄｙ　ｆｏｒ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｔｈｅ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｏｆ　ｒａｄｉｏ　ｌｏｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｒａｄｉｏ　ｗａｖｅ　ｒｅｆｒａｃｔｉｏｎ　ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｔｈｅ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｏｆ　ｒａｄｉｏ　ｌｏｃａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｎｅｃｅｓｓａｒｙ。Ｂｏｔｈ　ｔｈｅ　ｑｕｉｃｋ—ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｏｆ　ｒａｄｉｏ　ｗａｖｅ　ｒｅｆｒａｃｔｉｏｎ　ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ａｃｃｕｒａ—　ｃｙ　ａ　ｒｒｅ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ａｎｄ　ｃｈｅｃｋｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒａｄｉｏ　ｌｏｃａｔｉｏｎ；ｒａｄｉｏ　ｗａｖｅ　ｒｅｆｒａｃｔｉｏｎ；ｒａｙ　ｃｕｒｖｅ；ｒａｎｇｉｎｇ　ｅｒｒｏｒ　】２８