假设单一正弦波的相位传播速度为相速v,群波 的传播速度为群速vn,则有 式中λ为通过大气层的电磁波波长 若取通过大气层的电磁波频率为f,则相应的折射 率为 +f P af 在GPS定位中,群速v与码相位测量有关,而相 速v与载波相位测量有关
假设单一正弦波的相位传播速度为相速vp，群波 的传播速度为群速vg，则有 式中为通过大气层的电磁波波长。 若取通过大气层的电磁波频率为f，则相应的折射 率为 在GPS定位中，群速vg与码相位测量有关，而相 速vp与载波相位测量有关。 = − p g p v v v f n n n f p g p = +
§42大气层对电磁波传播的影响 1大气层的结构与性质 地球表面被一层很厚的大气所包围,大气的总质 量约为39×1018(kg),约为地球总质量的百 万分之一。由于地球引力的作用,大气质量在 垂直方向上分布极不均匀,主要集中在大气底 部,其中75%的质量分布在10km以下,90%的 以上质量分布在30km以下。同时大气在垂直方 向上的物理性质差异也很大,根据温度、成分 和荷电等物理性质的不同,大气可分为性质各 异的若干大气层。按不同标准有不同的分层方 法,根据对电磁波传播的不同影响,一般分为 对流层和电离层
§ 4.2 大气层对电磁波传播的影响 1.大气层的结构与性质 地球表面被一层很厚的大气所包围，大气的总质 量约为3.9 1018（kg），约为地球总质量的百 万分之一。由于地球引力的作用，大气质量在 垂直方向上分布极不均匀，主要集中在大气底 部，其中75%的质量分布在10km以下， 90%的 以上质量分布在30km以下。同时大气在垂直方 向上的物理性质差异也很大，根据温度、成分 和荷电等物理性质的不同，大气可分为性质各 异的若干大气层。按不同标准有不同的分层方 法，根据对电磁波传播的不同影响，一般分为 对流层和电离层
对流层是指从地面向上约40km范围内的大气底 层,占整个大气质量的99%。对流层与地面接 触,从地面得到辐射热能,温度随高度的上升 而降低,平均每升高1km降低6.5℃,而在水平 方向(南北方向)上,温差每100km一般不超 过1C。对流层虽仅有少量带电离子,但却具 有很强的对流作用,云、雾、雨、雪、风等主 要天气现象均出现其中。该层大气中除了含有 各种气体元素外,还含水滴、冰晶和尘埃等杂 质,对电磁波的传播有很大影响
对流层是指从地面向上约40km范围内的大气底 层，占整个大气质量的99%。对流层与地面接 触，从地面得到辐射热能，温度随高度的上升 而降低，平均每升高1km降低6.50C，而在水平 方向（南北方向）上，温差每100km 一般不超 过1 0C。对流层虽仅有少量带电离子，但却具 有很强的对流作用，云、雾、雨、雪、风等主 要天气现象均出现其中。该层大气中除了含有 各种气体元素外，还含水滴、冰晶和尘埃等杂 质，对电磁波的传播有很大影响
电离层分布于地球大气层的顶部,约在地面向 上70km以上范围。由于原子氧吸收了太阳紫外 线的能量,该大气层的温度随高度上升而迅速 升高,同时由于太阳和其它天体的各种射线作 用,使大部分大气分子发生电离,具有密度较 高的带电粒子。电离层中电子的密度决定于太 阳辐射强度和大气密度,因而导致电离层的电 子密度不仅随高度而异,而且与太阳黑子的活 动密切相关。电磁波在电离层中的传播速度与 频率相关,电离层属于弥散性介质
电离层分布于地球大气层的顶部，约在地面向 上70km以上范围。由于原子氧吸收了太阳紫外 线的能量，该大气层的温度随高度上升而迅速 升高，同时由于太阳和其它天体的各种射线作 用，使大部分大气分子发生电离，具有密度较 高的带电粒子。电离层中电子的密度决定于太 阳辐射强度和大气密度，因而导致电离层的电 子密度不仅随高度而异，而且与太阳黑子的活 动密切相关。电磁波在电离层中的传播速度与 频率相关，电离层属于弥散性介质
折射数随高度的变化 71000 km 250MHz 400MHz( 1.6GHz 100 Nh) N 600 300 300600
❖ 折射数随高度的变化