蒸发波导RSHMU模型预测性能分析

大气波导能够改变电磁波的正常传播特性,因而得到学界极大关注.当前大气波导研究中所用蒸发波导模型缺乏RSHMU模型的预测性能分析,文中对RSHMU模型的预测方法进行了深入研究.更正了文献中给出的温度剖面稳定度函数表达式,利用正确的剖面稳定度函数,获得了该模型在不同风速以及不同相对湿度条件下的敏感性分析结果.与渤海梯度塔实...     

基于AIS信号的低空大气波导监测试验分析

鉴于低空大气波导对海上工作的雷达、通信系统的显著影响,提出了基于实测船舶自动识别系统(automatic identification system, AIS)信号的海上低空大气波导遥感新方法.首先讨论了不同大气折射环境下的AIS信号传播特性,验证了低空大气波导尤其表面波导对海上实际VHF频段AIS信号的显著影响;然后给出了2018年4月20日以及22日岸基AIS接收机接收功率平面位置分布图结果,利用接收站附近探空站的修正大气折射率剖面验证了大气波导是形成AIS信号远距离传播的主要原因;最后给出了基于AIS信号反演低空大气波导的步骤,采用粒子群优化算法得到根据单一方位接收功率的反演结果.该方法具有被动接收、时空分辨率高的优点,是当前雷达海杂波、卫星导航信号遥感探测大气波导的有益补充.     

改进的蒸发波导RSHMU模型及预测性能分析

针对稳定条件下蒸发波导RSHMU模型过于敏感不便使用的问题,引入BH91关系式、CB05关系式和SHEBA07关系式给出了相关的改进方法,并对不同风速以及不同相对湿度的敏感性进行了分析. 结果发现引入稳定条件下的剖面稳定度函数对蒸发波导高度诊断的敏感性改善不大. 进一步地,借鉴Paulus给出的订正方法,给出了P-RSHMU蒸发波导模型改进预测方法,有效解决了已有模型稳定条件下的不合理诊断结果. 与渤海梯度塔实测数据对比分析表明:稳定条件下P-RSHMU蒸发波导模型预测蒸发波导高度的平均误差为?1.02 m,均方根误差为1.49 m,显著优于已有RSHMU模型.     

基于抛物方程的短波电离层传播数值模拟研究

短波电离层传播损耗的计算对电离层基础研究与短波通信、天波超视距雷达等应用有重要意义，以往主要采用半经验模型.文中基于电磁波传播的抛物方程方法，实现对短波电离层传播损耗空间分布的数值计算，该方法可同时考虑电磁波传播的折射、反射、绕射和吸收等效应.根据电子浓度剖面数据，仿真计算了不同频点和天线波束宽度情况下的电离层传播损耗，从折射效应引起的传播模式、反射点高度、地面落区位置方面，与射线描迹结果进行对比，两者具有一致性.此外，进一步仿真分析了电离层的吸收效应.研究结果初步表明了抛物方程方法预测电离层传播的有效性及其强大的功能.     

一种电离层f0F2和M(3000)F2长期预测新方法

将观测站实测数据的月中值按世界时进行排列,分析得到了电离层参数与太阳活动性指数F12之间的相关系数,然后,根据F12的预测数据,可以预测得到观测站的电离层参数.之后,通过Kriging地理插值法可以预测得到一定区域内观测站以外任一地点的电离层参数.上述过程形成了一个完整的区域电离层参数长期预测方法.     

中国实施ADS-B监视的地面站部署分析

广播式自动相关监视(automatic dependent surveillance-broadcast, ADS-B)技术在民航领域获得广泛应用,ADS-B信号遵循相关民航标准,可作为已知相关信息的空中辐射源. 为了研究岸基ADS-B接收站在电波传播领域的应用,提出了一种基于航天飞机雷达地形测绘任务3″×3″精度(shuttle radar topography mission 3 second, SRTM3)数据的岸基ADS-B接收站覆盖性能预测方法. 基于高精度的SRTM3地理高程数据,考虑不规则地形的影响,通过计算不同方位上的遮蔽角,进行ADS-B接收站的遮蔽角以及标准大气环境下的理论预测覆盖性能分析,理论与实测结果的一致性表明算法有效. 基于2021-06-18—2022-05-31约1年实测ADS-B数据,给出了各月份理论与实测覆盖性能比较,结果表明：在存在飞机进入和穿出理论覆盖范围的方位上,11月份、12月份、1月份预测误差较小,平均误差小于22 km;其他月份则误差较大,平均误差可达200 km. 这些结果可为ADS-B信号的覆盖算法性能提升提供参考.

     

超短波电台传播特性仿真系统

根据确定性传播模型,在地理信息系统的基础上,实现了一种基于HLA技术的超短波通信仿真系统。仿真系统包括超短波(VHF)收/发电台、电波传播算法模型、仿真控制等模块,各节点通过RTI(运行支撑环境)构成了一个分布式仿真结构,可实现超短波通信系统的点对点通信、点对面通信、多套电台组网通信的性能仿真。并给出了在某典型场景中超短波电台语音传输质量、数据传输质量的仿真结果,同时给出了在不同位置布设电台的传播损耗分布。     

一次大气波导过程天气雷达超视距海面回波分析

大气波导引起的反常地物回波是影响天气雷达数据质量的重要因素,本文针对大气波导对天气雷达海面回波的影响及应用,利用青岛多普勒天气雷达资料,结合探空数据对2014年7月18和19日一次大气波导过程造成的超视距海面回波进行了分析.通过分析处理探空剖面数据,得到18日20时存在表面波导,而雷达资料显示该时刻雷达存在明显的超视距海面回波.此次大气波导超视距过程持续约24 h,雷达超视距海面回波总体趋势是先从弱到强,再变弱直至消失,其空间分布和时间变化非常复杂.进一步基于实测雷达回波数据,采用抛物方程和粒子群算法反演获得了水平不均匀的大气波导剖面,比较了实测回波功率和以反演剖面为输入的计算回波功率,两者之间相差较小,表明基于天气雷达回波的大气波导反演方法具有有效性.     

一种基于海洋气象数据的蒸发波导传播统计方法

利用1982—1999年的海洋气象观测资料,根据PJ（PoulusJeske）模型计算蒸发波导高度,基于蒸发波导高度统计分析结果和大气波导传播模型,形成了一种可预测蒸发波导传播损耗统计特性的方法.选取我国南海某区域,计算了S波段蒸发波导超视距传播损耗中值,并分析了不同区域蒸发波导传播损耗的季节变化特性和蒸发波导的无线电系统可利用率.通过与微波超视距传播实验的结果比较,验证了该方法的有效性.     

基于支持向量机的地基单站GPS反演大气剖面

提出基于支持向量机的地基单站GPS遥感大气剖面的反演方法,主要包括经典支持向量机、最小二乘支持向量机、相关向量机3种方法,利用青岛地区的历史数据进行了仿真反演对比研究,并与神经网络反演方法进行比较,结果表明支持向量机能够有效地应用于地基单站GPS大气遥感领域。