一种分析接收点附近群路径空间差异性的方法

摘要

一种分析接收点附近群路径空间差异性的方法，有九大步骤：一：确定发射点和接收点的经纬度和预测时间，构建传播环境；二：根据地理信息计算大圆距离和发射仰角取值范围；三：求解射线方程得到发射仰角估计值；四：进行线性插值计算，求解精确仰角值；五：对仰角值进行小角度扩展，重新求解方程并对数据进行处理，得到群路径在接收点附近的分布；六：重复步骤一至五，得到不同时间下的群路径分布；七：根据接收位置点坐标与射线群路径的对应关系，得到群路径差随时间和距离的分布；八：计算群路径分辨率并带入到步骤七中结果中，得到地面距离分辨率δL随时间的变化；九：对地面距离分辨率取均值，得到接收机地面距离分辨率。本发明有广阔的应用前景。

主权项

1.一种分析接收点附近群路径空间差异性的方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：步骤一：确定发射点以及接收点的地理经纬度坐标以及预测时间，据此构建电离层电子浓度分布以及地磁场分布，并按照磁离子理论，进一步确定折射指数的空间分布；步骤二：根据发射点与接收点的地理位置信息，可以得到发射点与接收点间沿地球表面的大圆距离，并粗略估计发射仰角的可能取值范围；步骤三：对于某一发射频率，在已构建好的射线传播空间环境下，求解球坐标系(r、θ、)下的射线方程，并对发射仰角进行线性插值计算；即：在仰角的可能取值范围内，仰角值从某一初始值开始，每次计算后增加1°重复计算，直至达到终止值；在球坐标系中，射线方程可写成分量的形式：P′为群路径，k_r，k_θ，为波矢量在球坐标系中的三个分量，c为光速，H为哈密尔顿算符；H与波矢量k、相折射指数n的关系为：其中，Re代表取实部；w为角频率；步骤四：通过上一步骤的计算，可以得到射线刚好能够到达接收点处的近似仰角值；在通常情况下，该值唯一，但在电离层分布相对不均匀时，可能得到多个仰角值，也即所谓的高角波和低角波；对得到的仰角值进一步进行插值计算，得到相对精确的仰角值，使得在该仰角发射出的射线正好到达接收点；步骤五：对得到的仰角值进行小角度扩展，重新求解射线方程，获得到达接收点附近的一簇射线轨迹；对射线数据进行处理，提取射线群路径与大圆距离的对应映射，以此为依据进行线性插值计算，得到接收点附近位置点与发射点之间的大圆距离及射线群路径信息；步骤六：重复步骤一至步骤五，将预测时间设置为不同时间，其它条件不变；可以得到群路径在不同预测时间下在接收点附近的分布情况；步骤七：以接收点位置为中心点，以接收点处的群路径为基准，得到群路径差随时间和距接收点的距离的分布；步骤八：根据瑞利距离分辨率公式：δ＝c/B，设接收机带宽为0.1MHz，电波传播速度为光速，可得群路径分辨率为：3km；将该值带入到步骤七中得到的群路径差随时间和距离的分布结果中，便可以得到相应的地面距离分辨率δL随时间的变化；步骤九：对各时间下的地面距离分辨率取均值，最终得到接收机地面距离分辨率。