Using atmospheric weather models to improve radar measured altitude

Denne rapporten diskuterer hvordan atmosfæren påvirker radarmålinger og barometriske målinger av luftfartøys høyde. For å kunne sammenligne radar- og barometermålinger regnes de begge om til geometrisk høyde i meter ved å ta hensyn til atmosfærens tilstand.

Barometer er alltid kalibrert i forhold til middels havnivå og «standard» atmosfære. Et væravhengig modellert forhold mellom breddegrad, lengdegrad, barometrisk trykk og geometrisk høyde i meter benyttes til å finne mellomliggende verdier og gjøre direkte oppslag fra trykk til riktig antall meter over havnivå.

Radarstråler avbøyes gjennom atmosfæren på grunn av en vertikal gradient i brytningsindeks. Hvis værdata ikke er tilgjengelig, er det vanlig å bruke en «effektiv jordradius» i radardekningsberegninger som er lik 4/3 multiplisert med egentlig jordradius. Dette tilsvarer en «standard» konstant brytningsindeksgradient. Vi sammenligner effekten av å bruke denne konstante gradienten i forhold til effekten av å beregne den aktuelle gjennomsnittlige værpredikterte brytningsindeksgradienten.

Vi utfører så beregninger for tenkte relative plasseringer av radar og luftfartøy. Ved lang avstand mellom radar og observert luftfartøy ser vi at bruk av atmosfæredata kan gi opptil 1000 meter mindre fratrekk i høyde, som betyr at luftfartøyet at luftfartøyet er 1000 meter høyere oppe enn det som beregnes ved bruk av «standard» brytningsindeks. Bruk av «standard» brytningsindeks vil derfor i mange tilfeller gi en stor feil og forskjell mellom barometerbasert og radarbasert høydemåling.