《表4 2018-09-11大气斜距时延计算结果》

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《天宫二号三维成像微波高度计大气斜距时延校正》

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对任何一个角反射器而言，除高度计自身的参数（工作频率，天线相位中心坐标）外，决定其对应的大气时延的因素有3个：（1）角反射器的地理空间位置，即经纬度和高程；（2）观测时间；（3）信号的入射角。这3个因素耦合在一起，共同决定了信号从高度计天线发出，经干湿大气到达角反射器的真实路径，从而计算出对应的大气时延。对比表4和表5，由于同一编号角反射器的位置在两次观测中没有发生变化，因此反映出在不同观测时间和入射角的情况下大气时延量不同。观测时间不同，天气状况一般也会不同，对信号传播速度的影响也随之发生改变，从而导致大气时延的不同。表6和表7的气象参数均值显示，09-19的湿度均高于09-11，整体趋势上表5中每一个角反射器的大气时延量均高于表4。这是由于在干大气时延近乎不变的情况下，湿度增加使得湿大气时延增加，从而提升了整体的大气时延。值得注意的是，对比表4和表5，各角反射器的时延增量并不是一个相同的固定值：如表4中P1和P5的大气时延大于P2，但表5中P1和P2的大气时延大于P5，这是由于除了天气状况的影响外，还有入射角的影响。入射角不同，会影响信号传播方向的改变（Choi，1996），体现在计算信号传播的弯曲效应中，以此影响大气时延。正如本段开头所论述的，目标的地理空间位置、观测时间下的天气状况、信号入射角这3个因素耦合在一起共同影响目标对应的大气时延，由于定标实验只能控制一个影响变量，其余两个变量对大气时延的影响仍是耦合在一起的，不能通过表格数据简单地分析出大气时延的变化规律。正因为这3个因素的复杂性和耦合性，本文提出基于数值天气模型，在斜距传播路径上依据折射定律和几何关系、利用射线追踪的思想逐层积分计算大气斜距时延。此算法综合考虑了大气时延的时空变化特性和天宫二号成像高度计斜入射观测的特点，避免了使用映射函数（杨志强等，2008）将大气天顶方向的时延直接转化为斜距时延中忽略的路径弯曲效应，使得大气斜距时延校正更加准确可信。