折射角統(tǒng)計優(yōu)化方法反演結(jié)果的分析

易靜

【摘要】目前，我國在衛(wèi)星定位方面的研究獲得了很大的積極成果，相對而言，這其中的很大一部分功勞都要歸功于數(shù)學(xué)方面的計算.對于衛(wèi)星定位或者是相關(guān)的計算而言，不僅要考慮到角度的問題，還應(yīng)該在計算結(jié)果上得到正確的體現(xiàn)，以此來保證后續(xù)的計算和設(shè)計，擁有足夠的參考.折射角統(tǒng)計方法反演結(jié)果，是目前比較常用的一種計算方法，通過優(yōu)化后，反演結(jié)果更加準(zhǔn)確，為我國的衛(wèi)星工作研究提供了較大的助力.

【關(guān)鍵詞】GPS掩星；折射角；溫度；氣壓

一般來講，當(dāng)一個安裝在低軌衛(wèi)星上GNSS接收機臨邊接收GNSS衛(wèi)星所發(fā)射的無線電信號時，就會出現(xiàn)所謂的掩星事件，該事件對實際工作存在一定的影響.但是，工作人員可以利用GNSS掩星技術(shù)，再加上有效的反演方法，就能夠獲得較多的數(shù)據(jù)，包括電離層的電子密度、中性層的溫度等等，甚至在氣壓和水汽等大氣要素方面，也能夠獲得較為精確的結(jié)果.由此可見，折射角統(tǒng)計方法反演結(jié)果，對日常衛(wèi)星的研究工作具有較大的積極意義.在此，本文主要對折射角統(tǒng)計優(yōu)化方法反演結(jié)果展開分析.

一、反演原理和方法

（一）大氣折射角和折射率的解算

對于反演而言，可以算是一種逆向思維，但是反演的原理和方法卻比較復(fù)雜，需要大量的計算和數(shù)據(jù)分析，其最終得到的結(jié)果一般會比較精確.運用反演原理和方法之前，必須清楚大氣折射角和折射率的解算.以目前的科技來看，當(dāng)GPS信號穿過地球的大氣層，達(dá)到GPS接收機的時候，其電磁波路徑會切過地球的大氣層，從而出現(xiàn)掩星情況，這種情況是不可避免的，但也為反演提供了必要的基礎(chǔ).掩星發(fā)生的同時，信號傳播路線會在大氣傳播過程中，造成彎曲或者是相位延遲的情況，就好像物理當(dāng)中的折射情況.科研人員需要根據(jù)不同的大氣情況展開分析，并且根據(jù)相應(yīng)的公式來進行反演推算，以此來獲得準(zhǔn)確的位置和相應(yīng)的數(shù)據(jù).從現(xiàn)有的研究來分析，倘若大氣情況處于一種理想的狀態(tài)，那么利用大氣狀態(tài)方程，也就是通過大氣折射率，完全可以推算出眾多的參數(shù)，包括大氣密度、溫度等等.在反演過程中，為了能夠更好地削弱邊界選取造成的影響，因此經(jīng)常會運用到統(tǒng)計優(yōu)化的方法.

（二）統(tǒng)計優(yōu)化方法

對于衛(wèi)星定位而言，最重要的是能夠找到正確的位置.但是，衛(wèi)星處于太空當(dāng)中，向地球傳動信號的過程中，會遇到很多的阻礙，此時通過反演的方法，不僅可以獲得較多的數(shù)據(jù)與資料，同時能夠在客觀上和主觀上完成對相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和計算.僅僅通過反演的方式，在現(xiàn)階段的工作中依然表現(xiàn)出了一定的不足，為此，還需要應(yīng)用到統(tǒng)計優(yōu)化方法來實現(xiàn)更加精確的計算.嚴(yán)格來講，統(tǒng)計優(yōu)化方法的應(yīng)用，并不是采用一個固定的上邊界高度，因為那種方法并不符合實際情況.在運用統(tǒng)計優(yōu)化方法的過程中，會采用一個比較合理的高度范圍在這個區(qū)間內(nèi)，科研人員運用加權(quán)計算的方式，在客觀上實現(xiàn)測量折射角向模型折射角的平滑過渡，這樣一來就節(jié)省了很多不必要的計算.同時，在該高度區(qū)間以下，全部采用測量折射角；在該高度區(qū)間以上，全部采用模型折射角，這種具體的區(qū)分為反演結(jié)果提供了更大的幫助，能夠?qū)崿F(xiàn)反演結(jié)果的精確性.因此，在日后的相關(guān)計算中，比較建議應(yīng)用統(tǒng)計優(yōu)化方法反演結(jié)果.

二、折射角統(tǒng)計優(yōu)化方法反演結(jié)果的分析

衛(wèi)星定位工作屬于科技含量較高的工作，要想借助衛(wèi)星定位深入分析當(dāng)時的各種情況，諸如氣壓、大氣層的情況，就必須應(yīng)用一些有效的計算方式.折射角統(tǒng)計優(yōu)化方法及反演結(jié)果，都是日常嚴(yán)重的常用手段，但是，單一的方法并不能滿足較多的需求.為此，運用折射角統(tǒng)計優(yōu)化方法反演結(jié)果，是目前比較可行的方式.在大量的實踐后發(fā)現(xiàn)，統(tǒng)計優(yōu)化后不一定使每一個上邊界反演的結(jié)果都好于優(yōu)化前，但總體上使不同上邊界反演的溫度更趨于一致，更接近真實的天氣情況.由此可見，折射角統(tǒng)計優(yōu)化方法反演結(jié)果還是比較有效的，不僅符合實際的研究情況，對日后的研究及各項數(shù)據(jù)、資料的收集也具有較大的積極意義.在日后的研究當(dāng)中，可深入應(yīng)用折射角統(tǒng)計優(yōu)化方法反演結(jié)果，一方面健全現(xiàn)有的各項研究體系，另一方面實現(xiàn)相關(guān)計算的更大進步，為衛(wèi)星方面的研究工作提供較強的基礎(chǔ)支持.

總結(jié)：本文對折射角統(tǒng)計優(yōu)化方法反演結(jié)果展開分析，目前的折射角統(tǒng)計優(yōu)化方法反演結(jié)果運用基本上達(dá)到了熟練的程度，并且簡化了很多工作步驟，在精度上的掌握更加理想.日后，科研人員應(yīng)該在折射角統(tǒng)計優(yōu)化方法反演結(jié)果的基礎(chǔ)上，加入更多的有效方式方法，對衛(wèi)星定位和相關(guān)條件展開深入的探究工作，并且逐步創(chuàng)建一些新的計算方式，提高精度和準(zhǔn)確性.

【參考文獻】

[1]陶金花，張美根，陳良富，王子峰，蘇林，葛萃，韓霄，鄒銘敏.一種基于衛(wèi)星遙感AOT估算近地面顆粒物的方法[J].中國科學(xué)：地球科學(xué)，2013（1）：143-154.

[2]高鳳霞，劉財，馮晅，鹿琪，王典.幾種優(yōu)化方法在頻率域全波形反演中的應(yīng)用效果及對比分析研究[J].地球物理學(xué)進展，2013（4）：2060-2068.

[3]盛崢，黃思訓(xùn).變分伴隨正則化方法從雷達(dá)回波反演海洋波導(dǎo)（Ⅱ）：實際反演試驗[J].物理學(xué)報，2010（6）：3912-3916.

[4]邱寧，劉慶生，曾佐勛，周漢文，曾慶理.基于混沌粒子群優(yōu)化的磁法數(shù)據(jù)非線性反演方法[J].地球物理學(xué)進展，2010（6）：2150-2155.