{正版现货新书} 基于卫星导航系统的大气波导层析技术 9787570627868 田斌[等]著

田斌，男，研究员，海军工程大学教授、博导，主讲课程为现代雷达技术。主持各级科研项目30余项，发表论文30余篇，出版专著5部。获军队科技进步二等奖1项、三等奖1项。

第1章绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.2.1大气波导的研究现状

1.2.2导航卫星信号延迟的研究现状

1.2.3再分析数据集的研究现状

第2章基于北斗卫星导航系统对流层延迟反演大气波导基本原理......(7)2.1大气波导基本原理

2.1.1地球大气与折射

2.1.2大气波导原理及类型

2.2大气波导监测方法

2.2.1直接监测法

2.2.2间接监测法

2.2.3反演监测法

2.3基于北斗卫星导航系统对流层延迟反演大气波导基本原理..(14)2.3.1北斗卫星导航系统

2.3.2对流层延迟

2.3.3北斗卫星导航系统对流层延迟反演大气波导基本原理......(19)2.4本章小结

第3章基于传统对流层延迟模型反演大气波导

3.1天顶对流层延迟模型

3.1.1 Hopfield模型

3.1.2 Saastamoinen模型

3.2探空数据及天顶对流层延迟量的获取

3.2.1实测数据采集分析流程・

3.2.2探空数据的获取与大气折射率的换算

3.2.3天顶对流层延迟量的获取

3.3 Hopfield模型反演干折射率的验证

3.3.1大气干折射率廓线反演

3.3.2传统对流层延迟估计模型反演干折射率廓线的解决方法.(36)3.4 Hopfield模型反演湿折射率的验证

3.4.1大气湿折射率廓线反演

3.4.2传统对流层延迟估计模型反演湿折射率廓线的解决方法..(40)3.5合并干、湿项分析

3.6本章小结

第4章基于改进再分析数据集和对流层延迟量反演波导

4.1基于再分析数据集和对流层延迟量反演波导方法的设计思路

4.2基于ERA-5构建天顶对流层延迟数据库

4.2.1基于深度学习的超分辨率气象场精细化构建方法

4.2.2高精度再分析数据库转换延迟量数据库

4.3高精度北斗反演大气波导系统

4.3.1总体设计方案

4.3.2硬件分系统........

4.3.3软件分系统

4.4实测北斗卫星信号对流层延迟量

4.5反演方法结果分析

4.5.1整体对比分析..

4.5.2分层分析

4.5.3基于改进再分析数据集和对流层延迟量反演波导的修正函数研究

4.5.4实验结论

4.6本章小结

参考文献

第1章绪论

1.1研究背景及意义

大气波导是海上环境中影响舰艇编队侦察预警、电子攻防与信息传输装备效能最大、最常见的现象。当出现大气波导时，由其所产生的超视距传播、电磁盲区等效应，使电磁波能量被限制在波导内无法散播，传播路径不再是直线，进而导致在经典直线传播和能量均匀衰减理论基础上设计的雷达、电子侦察、电子对抗、通信等信息装备的效能与实际严重不符，直接影响以上装备的作战使用。因此，在海战场环境保障中，监测大气波导特征参数，定量评估其对装备效能的影响，对于作战筹划、装备战术使用都具有重要意义。

目前，国内外常用的监测大气波导的方法可以归纳为接触式监测、反演监测两大类。其中，接触式监测又可以分成直接监测方法和间接监测方法。直接监测方法使用气象数据采集设备获得不同高度的气温、湿度、气压等数据，然后通过大气折射率与气象数据之间的关联公式计算出大气折射率随高度的分布曲线，进而判断大气波导是否存在，最终得到实际的大气波导参数信息。间接监测方法主要用于获得燕发波导数据，其利用高精度的气象水文传感器采集特定高度处的气象信息以及海表温数据，然后将其代人由近地层相似定理为基础形成的波导模型中，计算得到大气波导参数信息。反演监测技术利用在大气波导层中传播的雷达、通信、激光等辐射源传输信息与大气波导特征参数之间的关联关系，通过实测辐射源传输数据逆向寻找到匹配度最佳的大气波导特征参数结果。

然而，在实际使用中，上述监测方法由于在部署便捷性、使用可靠性、运维成本、监测波导种类等方面存在不足，不能兼顾实时、全时空监测、多类型覆盖等需求，无法有效评估海上及沿岸无线电设备在大气波导环境中的传播效能，从而制约了我国在海上通信、雷达探测等领域能力的提升。因此，迫切需要研究一种部署简便、使用可靠、运维成本低廉的实时大范围多类型大气波导监测手段。

2020年，“北斗三号”最后一颗组网卫星发射成功，标志我国自主建成了可实现全球组网的北斗导航卫星系统。北斗信号在经过气象环境复杂的对流层时，由大气折射引起的传输速度降低会使其传播路线发生偏折，进而导致产生对流层延迟，最终使卫星定位产生误差。由于对流层延迟与该层内的大气折射(大气波导本质上是一种大气折射现象)存在关联，因此，可以利用被大气折射所“调制”的北斗卫星信号，反演获得大气波导数据。同时，北斗卫星导航系统卫星数量众多，具备全球组网能力，使用人员可利用轻便小巧的北斗接收机在陆地或海洋任意区域开展大气波导反演工作。

为解决极限施压条件下基于我国卫星系统进行大气波导环境自主保障的难题，实现各种复杂恶劣环境条件下的大气波导环境监测，本书旨在研究一种利用北斗卫星信号对流层延迟对大气波导进行监测的技术，掌握利用北斗卫星对流层延迟开展大气波导反演监测的机理，并从北斗卫星信号对流层延迟等概念出发，固化反演监测流程和相关算法，结合在部分区域开展试验等……

本书介绍了利用北斗卫星信号对流层延迟对大气波导进行监测的技术，阐释了利用北斗卫星信号对流层延迟开展大气波导反演监测的机理，并从北斗卫星信号对流层延迟等概念出发，固化反演监测流程和相关算法，结合在部分区域开展试验等手段对相关算法进行了定量检验。