电离层延迟改正模型综述

电离层延迟改正模型通常可以分为广播星历用的预报模型、广域差分用的实时模型、后处理模型3类,不同应用要求需要选择不同的模型。主要比较分析了几种常用的电离层延迟改正模型: 用于广域差分中生成格网模型的三角级数模型、多项式模型、低阶球谐函数模型等都可以获得很好的改正效果,且这3种模型基本上是等价的;电离层延迟谐函数展开模型可以用来分析电离层长时间系列的变化特征;国际电离层参考模型IRI的改正精度一般可以达到60％的效果;而GPS 星历采用的Klobuchar模型的参数设置存在一些不足,对此提出了一些改进措施。

全球定位系统(GPS)技术的最新进展 第五讲 利用双频GPS观测值建立电离层延迟模型

介绍了电离层的概况 ,GPS信号在电离层中的传播 ,电离层改正模型以及利用GPS双频观测值来建立电离层延迟或VTEC模型的原理、方法和结果。

基于GPS数据的电离层模型和电离层延迟改正新方法研究(英)

根据大地测量、地球物理、空间物理和导航等领域的若干重要GPS科研项目的需要,系统研究了电离层延迟的高精度模拟和改正方法。报告的内容主要涉及GPS系统的电离层延迟的高精度改正,如何通过修正静、动态单、双频用户的电离层延迟影响,进一步改善GPS测量的精度和可靠性,改进增强型GPS广域差分系统的电离层模拟及利用GPS监测电离层的理论和方法等。

基于NTCM-BC模型的全球卫星导航系统单频电离层延迟修正

选择NTCM-BC模型作为单频电离层延迟修正模型,通过非线性最小二乘拟合的方法,利用提前一天预测的电离层图(COPG文件),计算得到NTCM-BC模型修正系数;利用Klobuchar模型和IGS发布的GIM数据对NTCM-BC模型进行比较和分析.对太阳活动高、中、低年实测数据的分析结果表明:全球平均水平上,NTCM-BC模型的电离层延迟修正性能明显优于Klobuchar模型,NTCM-BC模型的TEC平均误差和均方根误差比Klobuchar模型分别下降了41%和30%;模型的TEC计算误差与太阳活动剧烈程度成正相关,即太阳活动高年模型误差较大,太阳活动低年误差相对较低.相较于磁静日,磁扰日期间Klobuchar模型和NCTM模型的误差均有一定程度的增加.此外,模型的电离层修正误差同时存在明显的纬度、季节和地方时差异.

卫星导航中电离层误差校正技术现状与发展

电离层误差严重影响着GNSS的定位精度,GPS、BDS、Galileo、GLONASS有不同的电离层误差校正方法.全文概述了电离层误差校正方法,综述了单频电离层误差校正、双频电离层误差校正及多频电离层误差校正等技术的原理与发展现状.在单频电离层误差校正技术中总结了增强系统中的电离层误差校正技术、北斗全球电离层延迟修正模型(BeiDou global ionospheric delay correction model,BDGIM)、Klobuchar模型、单频电离层误差校正技术的优化—附加国际参考电离层(international reference ionosphere,IRI)约束模型和NeQuick-G模型;在双频电离层误差校正技术中重点总结了双频消电离层误差、无电离层组合模型及PPP-RTK技术中电离层误差校正方法;在多频电离层误差校正技术中介绍了高阶项改正和地磁场建模对电离层误差校正技术的优化与改进.最后,对电离层误差校正技术及其改进方法进行了分析,总结了其发展趋势与方向.

一种基于系数择优的低阶球谐电离层延迟改正模型

针对单频接收机的电离层延迟改正问题,提出了一种基于系数择优的低阶球谐电离层延迟改正模型.按照电离层延迟改正模型参数择优问题的描述,明确参数优化的目标和约束条件,根据参数选择可编码的特点,提出了利用遗传算法进行参数择优的方法及步骤.以欧洲定轨中心(CODE)提供的电离层数据作为参考标准,对参数择优模型、低阶球谐模型和Klobuchar模型模拟的区域电离层VTEC精度进行了比较分析.结果表明,较之相同系数个数的低阶球谐模型,参数择优模型精度平均改进了1~2TECU,而且比Klobuchar模型及低阶球谐模型能更好地反映电离层的周日变化及纬度变化特征.

用双频GPS观测值建立小区域电离层延迟模型研究

介绍了用双频GPS伪距观测值建立区域性电离层模型的基本原理和方法。模型的初步结果表明 ,该电离层模型建立后 ,可为覆盖区域内的广大单频用户提供在天顶方向优于 0 .4m精度的电离层延迟改正量 ,且具有 30min以内天顶方向优于 0 .4m的预报精度。

北斗系统格网电离层延迟算法研究

介绍了北斗系统下格网电离层延迟算法原理及建模方法。利用25个参考站的模拟数据,建立了覆盖我国地区的格网电离层延迟模型。通过仿真给出格网点(35°N,115°E)的格网电离层垂直误差及用户穿透点(36.94°N,118.44°E)的用户电离层垂直误差在一天内的变化,结果显示一天内格网电离层垂直误差及用户电离层垂直误差的平均值分别为0.871m和0.877m。

GPS电离层改正模型的评价

讨论了单频接收机的电离层延迟的改正和有关电离层的概况及对GPS信号的影响 .对电离层的物理概况作了归纳 ,并就GPS信号在电离层的传播及其影响进行了探讨 ,总结了几种电离层延迟改正模型 .最后集中讨论了克罗布歇的模型构建及其解算 ,对模型的优缺点进行了总结 。

精确求定GPS信号的电离层延迟的模型与方法研究

系统阐述和讨论了精确求定GPS电离层延迟信息的基本理论与方法;在扩展若干新方法的基础上,深入分析和研究了基于GPS数据确定电离层延迟的几种数学模型与多种拟合方法;比较和分析了它们的精度及使用性能等特点,得出了一些对相关的工程应用和科学研究有参考价值的结论．

基于北斗和GPS导航系统的电离层延迟仿真分析

电离层延迟作为空间传输过程中的主要误差,是影响定位精度的重要因素。分析了地理系和地磁系下的电离层延迟Klobuchar模型的特性,通过比较实际数据,在时间和区域上呈现了BDS和GPS垂直电离层改正量的分布,并提出了可以相互辅助、快速准确的补偿方法。实验仿真结果表明该方法解决了GPS卫星不能快速补偿电离层延迟的缺陷,并且提高了定位的精度和稳定度。

GPS电离层延迟Klobuchar与IRI模型研究

电离层延迟是影响GPS绝对定位的最主要因素,由于电离层本身的不稳定,加上目前对其物理特性的了解还有一定的模糊性,还只能采用精度有限的经验模型对其进行描述。分析了两种常用经验电离层模型的使用特点和改正精度,并利用4个IGS站多天GPS实测数据,研究了两种常用经验电离层模型应用于GPS用户定位时的改正效果,为GPS用户修正电离层延迟,选择合适的电离层模型提供了参考性建议。

广义三角级数函数电离层延迟模型

研究一种参数可调的广义三角级数函数GTSF(generalized trignometric series function)电离层延迟模型.分析GTSF模型在电离层研究特别是为单频用户提供延迟改正应用方面的特点. 初步结果显示,较参数固定的三角级数函数TSF(trignometric series function)模型和目前广泛应用的多项式模型POLY(polynomial model)模型,GTSF模型能够更好的描述电离层TEC变化特性,可望进一步提高基于GPS的局部电离层延迟信息的确定精度.

北斗格网电离层模型格网点计算方法研究

基于北斗导航系统星基增强系统的格网电离层模型修正算法,讨论了由穿透点处的垂直延迟计算格网点处垂直电离层延迟的计算方案,并检验了格网电离层垂直延迟修正误差GIVE。结果表明,格网电离层修正算法是一种精度较高的电离层延迟修正法,选取格网点附近参考站的可用数据计算出的格网点垂直延迟值更接近真实延迟值,进而有利于获得高精度的电离层改正效果,证明了电离层格网点的延迟值是建立格网模型的关键;修正误差在正常范围内,验证了算法在中国地区的可行性,也说明了GIVE算法能够以99.9%的置信度限定格网点电离层延迟改正误差。

电离层延迟改正对GPS定时的影响分析

为分析电离层延迟改正对GPS定时的影响,采用修正电离层延迟的Klobuchar模型法和双频法,并利用IGS(International GNSS Service)观测站多天的GPS实测数据,计算得到了定位结果、GPS接收机钟差及其与IGS产品的测站钟差之差值。计算结果的分析表明,上述两种电离层延迟修正法有利于改善GPS定时结果,其中双频改正法效果更好。

GNSS导航定位中电离层延迟改正方法

GNSS导航定位中电离层延迟是一个主要的误差来源,严重影响着导航定位的精度.因此需寻找一个恰当的电离层延迟改正模型,以削弱电离层误差带来的影响,提高定位精度.详细分析比较了目前常用的几种电离层改正方法,为不同需求用户提供参考.结果表明,基于IRI和Geogiadiou模型的电离层延迟改正结果均在60%以上,而Klobuchar模型在理想情况下可改正掉75%左右的电离层影响.在基于参考站电离层改正方法的几种内插模型中,LIM与LCM精度较高.

广播电离层模型精度评估分析

全球定位系统(GPS)、北斗卫星导航系统(BDS)和伽利略卫星导航系统(Galileo)均在导航电文中发播电离层模型参数供用户改正电离层延迟。由于采用不同的电离层模型,性能也不同。全面地分析了不同电离层模型的差异及对标准定位的影响。采用欧洲定轨中心(CODE)的全球格网电离层产品作为参考值,对在全球范围内不同时段不同电离层模型的性能进行分析,同时分析了不同模型对定位的影响。结果表明,北斗全球电离层延迟改正模型(BDGIM)与CODE的全球电离层格网图最接近。内·奎克·格(NeQuickG)模型在高纬度电离层延迟误差均方根(RMS)值为1.7个总电子含量单位(TECU),低纬度电离层延迟误差RMS值为5.6个TECU;GPS克洛布彻(Klobuchar)电离层模型(GPSKlob)在低纬度时,电离层延迟误差RMS值为3.8个TECU,高纬度电离层延迟误差RMS值为6.8个TECU。BDS克洛布彻(Klobuchar)模型(BDSKlob)在中低纬度地区时,其电离层延迟误差RMS值优于5个TECU。BDGIM模型与CODE电离层产品定位精度相当,全球定位精度基本优于1.6 m,BDSKlob模型和GPSKlob模型在中低纬度区域的定位精度优于1.8 m。

北斗系统全球电离层建模理论与方法研究

电离层延迟是卫星导航系统的主要误差源。北斗卫星导航系统(BDS)已由区域系统(北斗二号系统,BDS-2)发展为全球系统(北斗三号系统,BDS-3),BDS-3星座具有全球覆盖、区域异构的特点,卫星播发了S和L频段多个导航信号,向下兼容BDS-2的B1I和B3I信号,增加B1C、B2a(兼容GPSL1/L5、GalileoE1/E5a)两个新信号,试验卫星播发了Bs频点信号。论文从BDS-3卫星观测数据质量分析、差分码偏差(DCB)估计、电离层总电子含量(TEC)估计、BDS全球电离层建模和北斗全球电离层时延修正模型(BDGIM模型)性能分析等方面研究了GNSS电离层建模相关理论与方法。

45°(N)纬度带的Klobuchar-like电离层延迟季节修正模型与评估

电离层延迟是全球卫星导航系统(GNSS)的主要误差源之一。对于装配GNSS单频接收机的航空器,选择简单有效的Klobuchar广播电离层模型来改正电离层延迟误差,其修正率为50%~60%。针对45°(N)纬度带,提出了更高电离层修正需求。考虑到季节因素对中高纬度地区电离层的显著影响,利用GIMs(Global Ionospheric Maps)分析了昼夜中TEC(Total Electron Content)的峰值和谷值随季节(年积日)的变化,建立了一种适用于45°(N)纬度带的Klobuchar-like电离层模型。该模型不增加广播模型系数,新模型的夜间和VTEC高峰时电离层修正率分别达到了82%和80%,表明在穿刺点集中的45°(N)纬度地区使用该模型可以更精确地描述该地区的电离层,帮助航空器实现更高精度的定位。

单频GPS接收机定位中的电离层延迟改正

针对单频GPS接收机受电离层影响较大的特点,从定性的角度比较、分析了两种常用经验电离层模型的使用特点和改正精度。利用4个IGS测站的多天GPS实测数据,采用单点定位的方法,从定量的角度,研究了两种常用经验电离层模型应用于单频GPS用户定位时的改正效果,为单频GPS用户修正电离层延迟,选择合适的电离层模型提供了参考性建议。