【摘 要】
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陆基导航系统在无线通讯、导航定位、气象预测等领域有着广泛的应用,相比于星基导航系统具有信号传播稳定、不易受干扰等优点,可作为星基导航系统的重要备份。但是由于地波信号传播路径复杂、以及受气候、季节等难以预测的因素影响,导致传播时延计算精度较低。其中附加二次相位因子(ASF)是影响精度的关键因素,本文深入分析了影响ASF时延的因素和修正方法,具体工作内容如下:1、阐述了低频地波传播时延的三个组成部分。
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陆基导航系统在无线通讯、导航定位、气象预测等领域有着广泛的应用,相比于星基导航系统具有信号传播稳定、不易受干扰等优点,可作为星基导航系统的重要备份。但是由于地波信号传播路径复杂、以及受气候、季节等难以预测的因素影响,导致传播时延计算精度较低。其中附加二次相位因子(ASF)是影响精度的关键因素,本文深入分析了影响ASF时延的因素和修正方法,具体工作内容如下:1、阐述了低频地波传播时延的三个组成部分。主要包括由大圆距离和大气折射率产生的一次相位因子(PF),海水和空气中传播速度差异造成的二次相位因子(SF),陆地和海水的传播速度差异产生的时间差称为附加二次相位因子(ASF)。然后从大地电导率、大气折射率、大圆距离等角度分别分析了各种因素对时延的影响。2、根据现有低频地波传播理论,深入分析了三种传播模型下的时延计算方法和优缺点。包括均匀光滑路径模型下的计算方法有Fock绕射法,分段均匀光滑路径模型的计算方法有Millington经验公式、Wait积分法,不规则路径模型的计算方法主要有积分方程法,最后通过仿真分析了各种模型下时延随着距离的变化特性。虽然计算方法众多,但是各自都有一定的局限性,且对于复杂地形的理论计算误差较大。3、介绍了利用改进克里金插值建立ASF修正库的方法。使用飞蛾扑火算法实现变差函数的自动化拟合降低人为主观因素影响,其中通过合理设计适应度函数,提高附近采样点的影响权重来改善克里金插值的预测精度。最后将采样区域栅格化,分别利用普通克里金和改进克里金建立ASF修正库,交叉验证表明:预测结果具有可靠性且改进的克里金预测精度有一定提高,解决了ASF时延值难于通过理论精准计算,大面积、高密度测量ASF值耗费人力、物力的问题。
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