测控雷达发射的电磁波在经过对流层时受到环境因素的影响发生折射弯曲,使得测控跟踪产生较大的误差。本课题针对具体测控站的对流层电波折射,充分利用了测控数据、气象数据等基本数据,开展针对测控站的对流层折射修正模型的研究。本文首先分析对流层中的气象数据与折射率剖面的关系,然后建立测控站各季度的折射率剖面数据并开展相关研究,最后提出了三种经验修正模型并获得了可以应用于实际工程的结论,主要方法和结论如下:(1)首先分析了对流层中影响电磁波折射的气象三要素,着重介绍了对电磁波折射影响显著的水汽压模型并且对常用的水汽压模型进行了对比研究,最后采用了普适性较强的Buck1981水汽压模型以提高折射率预测精度;介绍了测控站点数据来源以及数据处理方法,获得了测控站点地区的原始折射率数据,并展现了全年的折射率变化情况,为下一章的折射率剖面的建立提供了基础数据。(2)通过对常用的对流层折射率模型的对比分析,选择了以Hopfield折射率模型为主的预测方法;在全国范围内,由北到南利用喀什、酒泉、北京、西安、成都、广州、桂林和三亚8个站点的高空气候标准值月值数据集建立了各测控站各季度的折射率剖面数据,通过对折射率干项、湿项的对比分析得出了折射率在全国范围内的由北到南的变化趋势,为下一章折射修正模型的研究提供了折射率基础数据。(3)研究了目前国内外大气折射修正常用的三种方法,分别介绍了射线描迹法、简化方法和映射函数方法的原理以及优缺点;介绍了其他一些折射修正方法,并且在不同仰角不同高度条件下对射线描迹法和Hopfield模型进行了对比分析,着重分析了射线描迹法的距离误差和角度误差,结果发现Hopfield修正模型只适用于目标仰角在30°以上的情况;对于高精度测量系统,不能应用Hopfield修正模型,最好采用精确电波折射误差修正模型。(4)通过分析大量测控气象站点的历史折射修正数据,获得了折射误差随仰角、折射率初值变化的趋势,结合修正经验采用统计的方法建立了三种折射修正模型,并且与精确修正模型进行了对比分析,实验结果显示本文提出的经验修正模型可以达到射线描迹法的修正精度,在工程中可以进行相关的应用。