雷电VHF干涉仪系统误差分布及立体基线优化研究
编号:743
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更新:2025-04-03 13:01:00 浏览:45次
口头报告
摘要
雷电甚高频(VHF)干涉定位技术中,单基线干涉仪的定位误差特性是优化阵列设计的理论基础。本研究针对单基线干涉仪系统,建立了基于电磁波传播路径的定位误差仿真模型,系统量化了雷电辐射源空间位置、干涉仪基线长度及入射角对到达时间差(TDOA)和角度定位误差的影响规律。仿真结果表明在辐射源海拔高度13 km、水平距离15 km的探测范围内,TDOA偏差范围为0~0.12ns,角度定位误差绝对值不超过1.2°,且干涉仪测量的辐射源角度低于实际值。误差分布呈现显著的空间非均匀性,TDOA偏差与角度误差均随辐射源入射角的增大呈负相关趋势。
基于上述单基线误差特性,本研究进一步提出多基线立体基线干涉仪架构,通过空间非共面基线组合与MUSIC算法的协同优化,显著提升定位精度。仿真表明,立体基线配置可有效抑制单基线系统的方位-仰角耦合误差,在低入射角区域(10°~30°)将角度误差从单基线的1.0°~1.2°降低至0.05°~0.2°。MUSIC算法通过时延估计与空域谱峰搜索分离方位与仰角信息,通过多维参数估计降低角度间的依赖性,结合立体基线后,使天顶区域(仰角>80°)的仰角和方位角分辨率提升,较共面基线系统有所优化。该成果为雷电干涉仪阵列的基线设计与误差补偿提供了理论依据,并为复杂地形下的闪电通道精细化观测奠定了技术基础。
稿件作者
徐嘉
北京信息科技大学
孙竹玲
中国科学院大气物理研究所
王彩霞
北京信息科技大学
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