【技術實現步驟摘要】
本申請涉及精密工程智能監測，特別涉及一種基于局域氣象場模型的大氣垂直折光改正方法及裝置。
技術介紹
1、大氣垂直折光主要受氣象因素如溫度、氣壓和濕度的影響，其中，氣壓和溫度的作用最為顯著。這些氣象因素本身又受到季節、天氣和海拔高度變化的影響。因此，在精密工程智能監測過程中，需要降低氣象因素對三角高程測量的影響。
2、相關技術中，精密工程智能監測常使用的方法分為兩種：其一，利用電磁波測距原理和barrell-sears公式，通過測站收集的氣象數據，對原始的斜距觀測值進行直接改正；其二，通過引入大氣垂直折光系數k確定或減弱大氣垂直折光的影響，而計算折光系數k的方法可以利用多余觀測，采用不同的附加大氣折光的平差模型計算折光系數k；也可以根據大氣熱力學和大氣物理學，推導出精密的計算公式，并利用實測氣象元素計算折光系數k。
3、然而，相關技術中，第一種方法主要考慮單一測站氣象因素，豎直位移監測精度較低；而第二種方法在實際復雜的環境中，其計算結果存在較大偏差。因此，如何獲得更加精確的大氣垂直折光改正仍是急需要解決的關鍵問題。
技術實現思路
1、本申請提供一種基于局域氣象場模型的大氣垂直折光改正方法及裝置，以解決相關技術中，在復雜的大氣環境下，測點水平及豎直位移監測精度較低，存在較大偏差，無法在高精度的實際監測環境要求下使用，難以獲得高精度的監測和預警結果等問題。
2、本申請第一方面實施例提供一種基于局域氣象場模型的大氣垂直折光改正方法，包括以下步驟：獲取目標
3、可選地，在本申請的一個實施例中，還包括：根據所述dem數據確定所述局域氣象場模型的分辨率；基于所述分辨率確定所述折射率剖面結構的分辨率。
4、可選地，在本申請的一個實施例中，所述結合snell定律和所述折射率剖面結構，對所述測量數據進行大氣垂直折光改正，得到減弱大氣垂直折光影響的平距及高差，包括：結合所述折射率剖面結構和所述層厚度，計算每層折射率層的光線傳播時間；累計所述折射率層的光線傳播時間，直至累計的光線傳播時間大于所述測量數據中斜距測量值的傳播時間，并基于所述累計的光線傳播時間修正所述折射率剖面結構的最后一層，以得到修正后的最后一層；基于所述修正后的最后一層，累計所述折射率剖面結構中的所有層，計算所述測量數據的平距和高差。
5、可選地，在本申請的一個實施例中，所述平距和所述高差的計算公式可以但不限于分別為：
6、
7、其中，n0為測量機器人的基準折射率，sce為斜距測量值，ni為由折射率剖面結構獲得的固定折射率常數，δsi為第i層內的光徑長度，hi為高度，ssum、dsum和hsum分別為改正后的斜距，平距和高差。
8、可選地，在本申請的一個實施例中，所述測點的三維坐標的計算公式可以但不限于為：
9、
10、其中，(xce,yce,hce)為測站點坐標，α為測量水平角，i為儀器高，v為棱鏡高。
11、本申請第二方面實施例提供一種基于局域氣象場模型的大氣垂直折光改正裝置，包括：匹配模塊，用于獲取目標測站內測點的初始氣象數據和受到大氣垂直折光影響的測量數據，并基于所述初始氣象數據和所述測量數據，確定所述初始氣象數據的測量時間和所述測量數據的測量時間滿足預設匹配時間的氣象數據；構建模塊，用于基于所述氣象數據和包含所述目標測站及所述測點的dem數據，構建包含所述目標測站及所述測點的局域氣象場模型；生成模塊，用于結合所述測量數據和測距光徑曲線所在剖面內的局域氣象場模型數據，確定折射率剖面結構所在位置，其中，所述折射率剖面結構由至少一層的折射率層組成，且不同折射率剖面結構的層厚度不同；消除模塊，用于結合snell定律和所述折射率剖面結構，對所述測量數據進行大氣垂直折光改正，得到減弱大氣垂直折光影響的平距及高差，并基于所述平距和所述高差得到精度更高的所述測點的三維坐標。
12、可選地，在本申請的一個實施例中，還包括：第一確定模塊，用于根據所述dem數據確定所述局域氣象場模型的分辨率；第二確定模塊，用于基于所述分辨率確定所述折射率剖面結構的分辨率。
13、可選地，在本申請的一個實施例中，所述消除模塊，包括：第一計算單元，用于結合所述折射率剖面結構和所述層厚度，計算每層折射率層的光線傳播時間；確定單元，用于累計所述折射率層的光線傳播時間，直至累計的光線傳播時間大于所述測量數據中斜距測量值的傳播時間，并基于所述累計的光線傳播時間修正所述折射率剖面結構的最后一層，以得到修正后的最后一層；第二計算單元，基于所述修正后的最后一層，累計所述折射率剖面結構中的所有層，計算所述測量數據的平距和高差。
14、可選地，在本申請的一個實施例中，所述平距和所述高差的計算公式可以但不限于分別為：
15、
16、其中，n0為測量機器人的基準折射率，sce為斜距測量值，ni為由折射率剖面結構獲得的固定折射率常數，δsi為第i層內的光徑長度，hi為高度，ssum、dsum和hsum分別為改正后的斜距，平距和高差。
17、可選地，在本申請的一個實施例中，所述測點的三維坐標的計算公式可以但不限于為：
18、
19、其中，(xce,yce,hce)為測站點坐標，α為測量水平角，i為儀器高，v為棱鏡高。
20、本申請第三方面實施例提供一種電子設備，包括：存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述程序，以實現如上述實施例所述的基于局域氣象場模型的大氣垂直折光改正方法。
21、本申請第四方面實施例提供一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲計算機程序，該程序被處理器執行時實現如上的基于局域氣象場模型的大氣垂直折光改正方法。
22、本申請第五方面實施例提供一種計算機程序產品，包括計算機程序，該程序被執行時實現如上的基于局域氣象場模型的大氣垂直折光改正方法。
23、本申請實施例可以結合初始氣象數據和受到大氣垂直折光影響的測量數據得到氣象數據，并基于氣象數據構建局域氣象場模型，在此基礎上，進一步構建折射本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于局域氣象場模型的大氣垂直折光改正方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述結合snell定律和所述折射率剖面結構，對所述測量數據進行大氣垂直折光改正，得到減弱大氣垂直折光影響的平距及高差，包括：
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述平距和所述高差的計算公式分別為：
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述測點的三維坐標的計算公式為：
6.一種基于局域氣象場模型的大氣垂直折光改正裝置，其特征在于，包括：
7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，還包括：
8.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述消除模塊，包括：
9.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述平距和所述高差的計算公式分別為：
10.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述測點的三維坐標的計算公式為：
11.一種電子設備，其特征在于，包括：存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可
12.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執行，以用于實現如權利要求1-5任一項所述的基于局域氣象場模型的大氣垂直折光改正方法。
13.一種計算機程序產品，其特征在于，包括計算機程序，該程序被執行時，以用于實現如權利要求1-5任一項所述的基于局域氣象場模型的大氣垂直折光改正方法。
...【技術特征摘要】
1.一種基于局域氣象場模型的大氣垂直折光改正方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述結合snell定律和所述折射率剖面結構，對所述測量數據進行大氣垂直折光改正，得到減弱大氣垂直折光影響的平距及高差，包括：
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述平距和所述高差的計算公式分別為：
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述測點的三維坐標的計算公式為：
6.一種基于局域氣象場模型的大氣垂直折光改正裝置，其特征在于，包括：
7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，還包括：
8.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述消除模塊，包括：
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