收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

海上对流层波导的雷达海杂波/GPS信号反演方法研究

张金鹏  
【摘要】:海上对流层波导是一种发生在海上低空对流层大气中的异常负梯度折射率结构,该结构能够使得电磁波在传播过程中向下弯曲,曲率大于地球表面的曲率,从而被陷获在一定厚度的大气层结内发生对流层波导传播。这种异常传播机制对工作在海洋大气环境中的雷达、移动通信等无线电系统的性能具有严重的影响。提前感知对流层波导环境,就可以采取相应的手段对波导陷获结构产生的影响进行补偿和修正,还可以利用对流层波导中的异常传播现象来实现雷达系统对低空突防目标的超视距探测等。因此,对海上对流层波导特征参数的实时探测反演具有重要意义。 本文首先研究了实际粗糙海面上对流层波导环境中雷达波和低仰角GPS信号的传播特性,然后在此基础上系统地研究了基于雷达海杂波和GPS海面散射信号的海上对流层波导反演方法。主要的研究内容及取得的研究成果如下: 1、系统阐述了海上对流层波导陷获结构形成的机理、分类以及区域分布特性,分析了电磁波在海上对流层波导环境中的传播机理以及能够形成波导传播的条件;详细描述了计算海上对流层波导环境中电波传播的抛物方程(PE)理论和射线描迹理论,并使用这两种理论方法分析了雷达波和GPS海面散射信号在海上对流层波导环境中的传播特性和陷获特性。 2、对粗糙海面上包含与不包含岛屿不规则地形两种情况下对流层波导环境中的电磁波传播进行了建模,分析了海面粗糙度以及海岛尺度对雷达波传播特性的影响;计算了水平非均匀对流层波导环境中的电波传播特性并与水平均匀情况进行了比较分析;提出了一种新的球形、粗糙、阻抗海面上低仰角GPS信号传播的PE初始场模型,对该类海面边界条件情况下对流层波导环境中的低仰角GPS信号传播特性进行了建模。 3、在对海上对流层波导环境中的雷达海杂波传播进行正演模拟的基础上,详细给出了海上对流层波导的雷达海杂波反演模型;提出了一种新的具有更高的蒸发波导剖面匹配性能与反演性能的四参数蒸发波导修正折射率剖面模型;为了获得对流层波导反演的不确定性统计信息,建立了波导参数的贝叶斯反演模型,计算了波导参数的一维与多维后验边缘概率密度,实现了海上对流层波导反演的不确定性统计估计。 4、分析讨论了影响雷达海杂波反演海上对流层波导精度的影响因素,在此基础上提出了两个提高对流层波导反演性能的方法:(1)提出了一种用于对流层波导雷达海杂波反演的自适应目标函数模型,该模型针对不同的雷达系统参数对不同距离处的实测雷达海杂波功率给予目标函数的贡献进行加权,从而提高对流层波导的反演精度;(2)提出了基于变天线高度雷达海杂波的杂波功率增量图匹配法用于海上对流层波导反演。此外,建立了用于海上对流层波导反演的雷达参数优劣定量评判模型,分析了用于我国周边海域对流层波导反演的最佳雷达系统参数。 5、使用主分量分析方法对水平非均匀对流层波导剖面进行了建模,在此基础上,建立了水平非均匀对流层波导的雷达海杂波反演模型;提出了一种含区域对流层波导历史数值预报先验信息的对流层波导参数的贝叶斯后验概率估计模型,实现了区域性非均匀对流层波导的反演,并且通过耦合进历史数值预报先验信息,提高了反演的精度。 6、计算并分析了低仰角GPS信号的海面散射特性,在此基础上对GPS海面散射信号在对流层波导环境中的传播进行了建模,并提出了一种基于低仰角GPS海面散射信号的对流层波导多仰角被动反演模型,实现了局部区域非均匀对流层波导的被动式探测反演。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王晓海;GPS及应用新发展[J];电信工程技术与标准化;2002年03期
2 孟凡科,武拥军;对GPS接收机的干扰信号分析[J];航天电子对抗;2002年04期
3 濮国梁,杨武年,袁配新,秦举礼,游丽君;岷江中上游流域生态环境的遥感动态监测分析[J];遥感信息;2003年01期
4 徐东平,周诗盛,钟涛;基于矩阵变换的矢量地图校正算法[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2004年02期
5 刘文,李连银;飞机人工降雨3S集成应用系统[J];遥感信息;1997年03期
6 张浅秋,陈正杰;磁通门与GPS复合车辆导航系统探讨[J];兵工自动化;1998年02期
7 刘世胜,刘世洪;精确农业中的信息技术[J];计算机与农业;1999年03期
8 曾元萍,范胜林,袁信;GPS航姿测量中最优姿态矩阵的一种快速算法[J];全球定位系统;1999年Z1期
9 王让会,张慧芝;关于GPS研究中几个问题的探讨[J];遥感技术与应用;2000年01期
10 徐绍铨,李征航,刘经南,李振洪;隔河岩大坝外观变形GPS自动化监测系统的可靠性分析[J];全球定位系统;2000年01期
11 丛书全,张建军,吕晓林,刘志强,郑广;GPS在CK-1无人机导航系统中的应用[J];测控技术;2001年01期
12 周琼,宋子善,沈为群;一种SINS/GPS组合导航系统的数字仿真方法[J];计算机仿真;2001年06期
13 李廷军,金慧琴;移动电话系统的定位方案[J];无线电工程;2001年09期
14 张智勇,荣建,任福田,刘小明;基于GPS的实时动态车辆跟驰数据采集方法[J];北京工业大学学报;2002年02期
15 张自川,万恩璞,田卫;地理信息系统(GIS)与全球定位系统(GPS)在游客调查中的应用——以长春净月潭旅游度假区为例[J];东北师大学报(自然科学版);2002年04期
16 徐叶淮,姜健,张蓉;现场总线控制系统中GPS精确校时的实现[J];兵工自动化;2002年06期
17 彭宁昆 ,卢钢 ,卢益民;基于GSM短消息的GPS车辆监控移动单元设计[J];电子工程师;2002年02期
18 罗诗途,张玘;车辆用综合显控系统的研究[J];电子质量;2002年06期
19 陶春,张自立;利用Windows API实现与GPS的串口通信[J];计算机与数字工程;2002年04期
20 李晓鹏;GPS/DR组合定位方法研究[J];全球定位系统;2002年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 肖洪兵;郭泽荣;;旋转弹载GPS自动跟踪系统设计[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 许东阳;寇艳红;;GPS L5信号双分量联合跟踪[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
3 曹文涛;郭际明;;基于切比雪夫多项式的GPS轨道标准化方法[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S08卫星导航模型与方法[C];2012年
4 解祥成;丰光寅;晏黎明;;GPS水准在长江中游河道演变控制测量中的应用初探[A];中国测绘学会2010年学术年会论文集[C];2010年
5 Hsin-Tai Hsiao;Tsai-Hsin Chang;;Algorithm Design for Long-term GPS Satellite Orbit Prediction[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference(CCDC)[C];2011年
6 余涛;王云冈;毛田;曾中超;王劲松;;利用单站电离层测高仪与GPS数据的同化反演试验[A];第28届中国气象学会年会——S15电离层与电波相互作用、空间天气事件数值模拟[C];2011年
7 余涛;毛田;王云冈;曾中超;;利用同化方法进行GPS数据三维电离层反演[A];第十四届全国日地空间物理学术研讨会论文集[C];2011年
8 邓志国;Michael Bender;Galina Dick1;葛茂荣;Jens Wickert;;GPS单频机在水汽层析中的应用[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
9 李祖洪;郑晋军;张立新;;GPS有效载荷发展对北斗系统的启示[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
10 沈悦;张雷;傅忠谦;王建宇;;基于符号位位并行运算的GPS信号快速处理研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张金鹏;海上对流层波导的雷达海杂波/GPS信号反演方法研究[D];西安电子科技大学;2013年
2 李平;智能GPS天线系统中的若干关键技术研究[D];西安电子科技大学;2007年
3 陈伟;基于GPS和自包含传感器的行人室内外无缝定位算法研究[D];中国科学技术大学;2010年
4 唐康华;GPS/MIMU嵌入式组合导航关键技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
5 田世君;高灵敏度GPS定位及组合导航技术研究[D];电子科技大学;2009年
6 宋洪涛;GPS接收机抗干扰技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 白雪;基于农田特征的车载GPS运动模型辨识及定位误差研究[D];江苏大学;2011年
8 刘有贵;GPS/GPRS车辆定位网络系统及故障在线检测技术研究[D];长春理工大学;2011年
9 黄鹏达;强衰落GPS信号模型分析及捕获技术研究[D];电子科技大学;2012年
10 王皓;地基GPS的资料处理及在天气分析中的应用[D];南京信息工程大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄昆学;GPS激光测距系统的算法研究及实现[D];山东科技大学;2010年
2 耿丽红;基于GPS的车速监测系统校准方法研究[D];天津理工大学;2010年
3 刘皓;GPS测量数据后处理方法研究[D];天津理工大学;2010年
4 李玲;基于GPS的车辆定位监控系统的研究[D];天津大学;2010年
5 郭玲娟;GPS/GPRS技术在武警作战指挥辅助决策系统中的应用研究[D];西安电子科技大学;2010年
6 蔡文明;基于A-GPS的定位系统设计与实现[D];西安电子科技大学;2010年
7 许志民;基于嵌入式计算机的GPS定位设备设计与研究[D];电子科技大学;2009年
8 刘兵;GPS技术在山区石油地震勘探测量中的应用研究[D];昆明理工大学;2008年
9 缪祥柱;工程GPS数据的实用处理技术与方法研究[D];昆明理工大学;2008年
10 安剑英;相关稳健估计在GPS数据处理中的应用研究[D];昆明理工大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 郭卫锋;芜湖建成GPS服务系统[N];中国测绘报;2008年
2 ;安华高推出完整射频模块[N];人民邮电;2008年
3 侯新军 赵迎红;GPS解水库权属纠纷[N];中国测绘报;2008年
4 记者 梁晶晶;贵阳市公安局GPS定位锁定事发现场[N];法制生活报;2008年
5 代希泽;走出选购GPS导航仪误区[N];当代汽车报;2008年
6 吴江;仅有GPS“定”不了公车滥用的“位”[N];工人日报;2009年
7 记者 张玮炜;全市出租车将免费安上GPS[N];大连日报;2009年
8 记者 杨颖;出租车免费安装GPS安全监控设备[N];鞍山日报 ;2009年
9 王涛;国测一大队出征西部开展GPS联测[N];中国测绘报;2009年
10 本报记者 宋轩;美国GPS:加速迈向第三代[N];解放军报;2009年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978