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海上对流层波导的雷达海杂波/GPS信号反演方法研究的开题报告

开题报告

一、研究背景

雷达海杂波是指雷达波在海洋中传播过程中，碰撞海面和海底、海浪等障碍物而发生反射、散射或漫反射所产生的噪声干扰。雷达海杂波对目标检测和跟踪造成很大影响，特别是在海上对流层天气较差时，雷达海杂波更加严重，使得目标信号塞入噪声中难以检测。因此，发展雷达海杂波去除技术是提高雷达探测性能和识别目标质量的重要环节。

GPS信号在大气环境中传播时，由于大气层中的电离成分变化，会产生折射、散射和吸收等影响，影响GPS信号的传输和定位精度。而海上对流层天气变化较大，大气离子密度变化较大，使得GPS信号的误差较大，需要进行对其误差进行反演和修正。

二、研究意义

海上对流层波导的雷达海杂波/GPS信号反演方法研究具有以下意义：

1)提高雷达探测性能和识别目标质量；

2)提高GPS信号的定位精度，为海洋航行提供精准的位置信息；

3)对海上对流层天气的研究具有一定的科学意义。

三、研究内容和方法

1）研究雷达海杂波的特性和成因，包括海面反射、海底反射、海浪散射和大气后向散射等因素，然后研究和设计雷达海杂波去除算法。

2）研究GPS信号在大气中传播时的特性和误差来源，包括大气折射、多径效应、电离层延迟等因素，然后设计GPS信号反演和修正算法。

3）将雷达和GPS信号结合起来，研究海上对流层波导的雷达信号和GPS信号反演方法，提高其反演精度和可靠性。

研究方法主要包括文献调研、数学模型建立、算法设计和仿真实验等。其中，数学模型建立和仿真实验是本研究的重点部分，将通过数学建模和计算机仿真得出相关算法的准确性、可靠性和实用性。

四、研究进度计划

第一年（2022年）：

1）文献调研和研究海上对流层波导的雷达和GPS信号反演方法；

2）建立数学模型和开发相关算法；

3）开展相关仿真实验。

第二年（2023年）：

1）深入研究和优化相关算法；

2）完善相关仿真实验和验证算法的实用性和可靠性；

3）编写研究报告和论文。

第三年（2024年）：

1）完善研究报告和论文；

2）进行研究成果的总结和总结汇报；

3）开展相关学术交流和分享。

五、预期研究成果

1）设计和开发可用于海上对流层波导中的雷达海杂波去除算法；

2）设计和开发可用于海上对流层波导中的GPS信号反演和修正算法；

3）发掘海上对流层天气的特征和规律，提高对其的认识和理解。

六、研究难点

1）由于海上天气变化较大，雷达信号和GPS信号的误差较难准确反演和修正，需要寻找合适的算法解决这一问题。

2）海上对流层波导中海面反射、海底反射、海浪散射和大气后向散射等因素叠加，使得雷达海杂波的抑制十分困难，需要寻找合适的算法去除这些干扰信号。

七、参考文献

1）杨建平等.大气探测与测量[M].北京：国防工业出版社，2000.

2）范永奇，赵文武.气象雷达技术[M].北京：科学出版社，2009.

3）李松等.海上大气探测技术[M].北京：国防工业出版社，2016.