[发明专利]基于大地等效电导率反演的高精度海上ASF修正方法

说明书

技术领域

本发明属于电波传播理论计算技术领域，具体涉及一种基于大地等效电导率反演的高精度海上ASF修正方法。

背景技术

现有获取ASF的方法主要有两种：理论预测方法和实测方法。其中理论方法所采用的预测模型和对应的方法主要有：均匀光滑球面地模型(如：Fock的地波绕射计算方法)、分段均匀光滑球面地模型(如：Millington的经验公式方法、Wait积分方法、波模转换法)、不均匀不光滑球面地模型(如：积分方程方法、抛物线方法等)。理论预测方法较容易实现，但是其预测精度受限于模型中所采用大地电导率的精度，而现有的大地电导率(1992年CCIR公布的世界大地电导率地图集)无法满足ASF修正的精度需求，致使ASF理论修正结果与实测结果存在较大的误差。

实测方法分为主副台时差测量(即TD测量)和到达时刻测量(即TOA测量)。早期的长波接收机只能进行ASF-TD测量，得到的是主副台时差值而非单台站发射信号到达接收点的时延值。现代接收机可以进行ASF-TOA测量，得到的是单台站发射信号到接收点的时延值。实测方法所获得的ASF修正值较理论预测方法准确、可信度高。然而这一方法的主要困难在于逐点测试，存在费用高，测量周期长等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于大地等效电导率反演的高精度海上ASF修正方法，能在降低计算复杂度和减少测量的基础上提高海上ASF修正精度，解决了现有理论预测方法精度低，而实测方法费时耗力及无法进行大范围应用的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于大地等效电导率反演的高精度海上ASF修正方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1、在ASF修正海域内，确定位于远离海岸效应区内的测量航线，测量该测量航线上多个测量点的经纬度，并在各测量点上分别接收来自发射台的电波信号，得到各测量点的电波传播时延T_p；

步骤2、对各测量点所对应的传播路径，结合世界矢量海岸线数据库进行陆海分段处理，得到各测量点对应传播路径上的陆地部分距离R_陆地和海洋部分距离R_海洋；

步骤3、根据步骤1和步骤2得到的数据信息，计算各测量点的ASF测量值ASF_实测值；

步骤4、采用Millington经验公式作为正演算法，结合最优化方法，利用各测量点的经纬度、以及对应的R_陆地、R_海洋和ASF_实测值，反演该测量点对应传播路径上陆地部分的大地等效电导率σ_陆地；

步骤5、对步骤4得到的大地等效电导率σ_陆地以一定的方位角间隔进行加权平均，建立该ASF修正海域所对应的大地等效电导率数据库；

步骤6、采用Millington经验公式结合步骤5得到的大地等效电导率数据库形成海上ASF修正模型，再根据该海上ASF修正模型对ASF修正海域进行ASF修正，得到该海域的全部ASF修正值。

步骤1中测量航线要求满足以下条件：该测量航线与发射台所形成的最大扇形区域包含ASF修正海域。

步骤3的具体方法为：

根据T_p＝PF+SF+ASF，PF＝n_sR/c×10⁶，得到：ASF＝T_p-PF-SF，

其中，T_p为步骤1得到的测量点的电波传播时延；PF为一次相位因子；SF为二次相位因子；ASF为附加二次相位因子；R是测量点与发射台之间的大圆距离、且等于对应的R_陆地和R_海洋之和；n_s是测量点对应传播路径上平均大气折射指数；c是光速；

同时，SF+ASF＝arg(W_g)/ω×10⁶，其中，ω是角速度；W_g是地波衰减因子，arg(W_g)是地波衰减因子的幅角；在传播路径为纯海水时，ASF＝0，得：其中，W_g|_全海水为传播距离为R、且电导率为σ_海洋时均匀光滑路径模式下的衰减因子，海洋电导率σ_海洋取值为5S/m；

可得：即为测量点的ASF测量值ASF_实测值。