关于测距的气象改正
这是电磁波测距最重要的改正,因为电磁波在大气中传输时受气象条件的影响很大。实质是大气折射率对距离的改正,因大气折射率与气压、气温、湿度有关,因此习惯叫气象改正。1有关公式
⑴光在真空中传播速度c0=299792458±1.2(m/s) (25)
1975年国际大地测量与地球物理学联合会(IUGG)第十六届年会。
如果测定空气的折射率n,则可求出空气中的光速c=c0/n (26)
⑵光在空气中的折射率与波长关系式(色散公式)柯希(Cauchy)公式:
(27)
1963年IUGG决定使用巴雷尔-西尔(Barrell-Sears)给出的实用公式:
(28)
上式是在温度00C,气压760mmHg毫米汞柱高(或1013.2mb毫帕),
0﹪湿度,含0.03﹪CO2的
标准
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大气压条件下的单一波长(单位μm)的光折射率与波长关系式,也称巴雷尔-西尔公式.
⑶ (狭窄光谱) 群速的空气中折射率与波长关系式
(29)
在标准大气压条件下
(30)
⑷光(狭窄光谱)在空气中的折射率随着温度、气压和湿度而变化,有如下近似关系,柯尔若希(Kohlrousch)公式
(31)
式中:是温度为t0C,气压为p和水蒸气为e时空气的折射率, p和e的单位为mmHg。
由(30)式计算,
α为空气膨胀系数,α=1/273.16=0.003661
2气象改正
将测距仪采用的波长λ代入(30)式可求出 ,再由测边时的气象条件由(31)式可求出大气折射率n,...。
其实在设计测距仪时,都采用假定大气状态,例如DCH2型测距仪,红外光的波长λ=0.83μm,代入(30)式 =1.00029473。假定大气状态是t=150C,P=1.013hPa(百帕),在红外测距仪中(31)式中第三项(湿度)影响很小可忽略不计,将 =1.00029473,t=150C,P=1.013hPa(百帕)代入(31)式得 =1.000279。
由(26)式,(1)式写成 (32)
上式对n取微分,并换成有限增量得
(33)
设D/观测得斜距,D//经气象改正后斜距,ΔDn气象改正数,
(34)
(35)
把有关数据代入得DCH2型测距仪气象改正数计算公式,
(36)
D/以km为单位,P以hPa(百帕)。
由于各种型号的测距仪所采用的波长和假定大气状态各不相同,所以气象改正公式也不会一样。
又例如DI20测距仪,红外波长λ=0.835μm,
代入(30)得 =1.000294612,假定(参考)大气状态t=120C,P=760mmHg,e=0代入(31)得 =1.000282214
一般大气条件下的折射率
其中t以0C为单位,P、e以mmHg为单位,D/以m为单位。
浙公网安备 33021202002483