基于网格化的电离层延时修正法

介绍了电离层中电磁波的传播特性,阐述了常用的电离层延迟修正模型.分析了基于网格化的电离层延时修正法,比较了Kulobuchar模型修正法与电离层网格修正法的修正误差.

改进的WAAS电离层时延网格修正算法

在考虑电离层倾斜的基础上给出了一套改进的广域增强系统电离层时延网格算法,并通过模拟数据和GPS实测数据与原方法进行了分析比较,结果表明,同样条件下不考虑倾斜时产生的方差为考虑倾斜度时的2倍.

低纬地区电离层时延网格算法偏差的研究

本文在分析广域增强系统电离层时延网格算法和电离层电子浓度分布特点的基础上,着重研究了考虑电离层倾斜导致的等效高度和倾斜度在网格算法中带来的影响。数学分析表明,当等效高度从257km变到475km时,穿透点经纬度和斜向因子产生的相对偏差在0.05％以内,但倾斜度产生的影响在低纬地区的广域增强系统中非常显著,同样条件下不考虑倾斜时产生的方差为考虑倾斜度时的3倍。

GPS共视时间比对中的电离层时延改正问题

众所周知 ,GPS共视是目前国际上主要的时间传递比对技术 ,其中扣除电离层时延是很重要的一个方面。介绍了如何采用国际GPS服务中心 (IGS -Interna tionalGPSService)公布的电离总电子含量 (TEC—TotalElectronContent)图来进行电离层时延改正。结果表明 :对于单频GPS接收机 ,采用TEC图作电离层时延改正后的单站定时和共视比对精度比用理论模型作改正的精度有很大的提高。通过比较还表明 ,亚太地区的时间实验室之间的时间传递精度比欧美地区的要低 ,这可能是因为亚太地区用于测量TEC的IGS测站少 ,因而导致该地区的TEC的精度较低。

通过卫星双向双频观测对电离层时延的测定

介绍了利用卫星双向双频(C波段)观测来测定电离层时延的方法,并对不同经纬度的观测结果进行了比较和分析。卫星双向双频(C波段)观测精度高,采样间隔短,能测定电离层总电子含量的细微变化。

基于GNSS加密网的VLBI电离层时延修正方法

基于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)反演的电离层模型是甚长基线干涉(Very Long Baseline Interferometry,VLBI)网(Chinese VLBI Network,CVN)电离层时延修正的有效方法。由于国际GNSS服务组织(International GNSS Services,IGS)跟踪网在中国区域较稀疏,针对探月工程高精度需求,提出了加密GNSS跟踪网的处理策略,构建了全球电离层精修正模型(ShangHai Astronomical Observatory,SHAO),并与欧洲定轨中心发布的全球电离层修正模型(Center for Orbit Determination in Europe,CODE)作对比。结果表明:在电离层平静期,采用两种模型计算的CVN站电离层时延相对均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)最大1.23 ns;在电离层活跃期,CVN站的电离层时延RMSE最大达16.80 ns。在电离层处于活跃期时,基于SHAO模型的VLBI定轨残差相比CODE模型在S1波段由6.07 ns提高到3.33 ns,S2波段由9.10 ns提高到7.07 ns,X0波段由0.70 ns提高到0.60 ns。

GPS共视中电离层时延计算方法比较研究

为了更好地计算GPSCV(共视)时间传递中的电离层时延值(它是影响GPSCV比对结果精度的主要因素之一),介绍了当前3种电离层时延的计算方法,并以NICT(National Institute of Information and Communications Technology)单站GPS比对数据及NICT与NTSC(National Time Service Center)的GPS共视比对数据为例,分析比较了不同的电离层时延计算方法对GPS时间比对结果精度的影响。计算结果表明:利用双频实测电离层时延和利用IGS(International GPS Service)提供的TEC(total electron content)map计算的电离层时延对GPSCV比对结果修正后的精度,比利用电离层改正模型的时延对比对结果修正后的精度分别提高30%～40%和20%～30%。

GPS信号电离层时延误差的研究

对于单频GPS接收用户,电离层时延是重要的测距误差.K lobuchar模型是一种计算方便、实用可靠、能够有效改正GPS单频接收机的电离层延时误差的方法.展示模型的演绎分析和具体解算方法,对GPS单频机解算程序编写有一定帮助.

基于“北斗”观测数据的C波段双向卫星时间频率传递中的电离层改正

为了提高C波段双向卫星时间频率传递(TWSTFT)精度,用载波相位观测值平滑伪距的方法,计算电离层延迟对C波段双向卫星时间频率传递的影响。在临潼站和喀什站观测北斗G3星并进行双向比对。该实验结果表明,实验期间C波段双向卫星时间频率传递中电离层延迟影响的最大值为0.47 ns。

常见电离层延迟模型投影函数的分析比较

电离层延迟是对穿过电离层的电磁波进行时延测量的主要误差源之一。本文首先介绍了电离层延迟的一般表达式和常用的Klobuchar延迟模型;然后分析比较了几种常用的投影函数,并在理论上证明了当高度角大于40°时它们是等价的;最后,我们对几种投影函数进行了计算比较,并得出了一些有益的结论。

RDSS定位、定时中电离层时延仿真

为了探讨电离层对RDSS定位、定时精度的影响，本文基于RDSS测距原理，利用国际电离层模型进行了区域仿真，并试用距离差分改正法进行了定位仿真。结果表明，使用距离差分改正法可有效削弱电离层传播误差，提高导航系统服务性能。

基于空间统计方法的电离层折射修正技术

针对中国上空电离层所具有的特殊性和GPS观测站在中国西部分布相对稀疏的特点,尝试探索中国卫星增强系统电离层时延信息修正技术,为卫星导航定位以及遥感、遥测等空间应用工程的电波修正提供数据.利用中国地壳形变监测网提供的双频GPS数据,以空间统计方法为主要工具,给出了普通Kriging电离层估计算法,构建了平静期和磁暴期电离层理论变异模型,详细分析了电离层折射修正的精度.结果表明,将空间统计方法应用于卫星增强系统中的电离层时延改正问题,有利于提高增强系统的电离层折射修正精度,特别是在观测样点相对较少的情况下,有利于系统完整性的实现.

WAAS系统中电离层折射校正的新方法及计算结果

电离层介质的色散性是影响电磁波信号进行卫星导航定位精度的重要因素之一.配合北斗二代分系统研制任务,提出了一种新的电离层折射校正算法,并利用2000年7月1日到3日的双频GPS观测数据对6个用户站进行试算,进一步将试算所得均方根误差和电离层网格算法得到的误差进行比较.结果表明,对于中纬区域的用户站,估算的TEC误差约为0.5 m左右;而低纬用户误差相对增大,为1 m左右.文中给出的算法与电离层网格模型所提供的精度相差不多,在未来中国自主的卫星增强系统中采用新方法进行电离层进行修正是可行的及有效的.

基于双频伪距组合评估北斗广播电离层精度

电离层时延误差是影响全球卫星导航系统定位、导航、授时精度的主要因素之一,为了满足单频用户的需求,我国北斗系统采用Klobuchar 8参数模型进行电离层时延改正。在监测评估体系中,采用两种方法对电离层预报精度进行评估,1)全球卫星导航系统国际服务协会精密电离层模型评估;2)双频伪距组合评估。基于第二种方法对北斗系统的Klobuchar模型进行了评估。评估结果显示,北斗系统广播电离层模型绝对精度包括均方根及标准差都在1.0m以内;相对精度PER一般为50%左右。

GPS测量中大气延时误差分析

GPS测量误差主要有卫星引入的、接收机本身引入的、大气延时引入的这3个来源。其中,大气延时误差主要包括电离层延时和对流层延时,具有一定的稳定性,我们可以通过数学模型预测。电离层延时与电子含量大小有关,一般为几米,电子密度剧烈增加时,可达到几十米,对流层延时在天顶方向约为几米,在高度角较低时,可达几十米,严重影响GPS测量与定位精度。因此,有效预测大气延时误差对提高GPS测量和定位精度有重要意义。本文介绍了大气延时误差预测模型,并通过数据分析卫星仰角对大气延时误差变化特性的影响。

基于路径估计的卫星双向传播时延差估算方法

利用卫星广播星历,采用坐标旋转修正Sagnac效应,获知信号传播路径;综合考虑Sagnac效应修正和双向伪距离时延差、电离层时延修正、对流层时延修正,对单向传播时延进行建模,提出一种迭代计算卫星双向时间频率传递(TWSTFT)中双向空间传播时延差的方法。利用北斗导航系统中相距3 376 km的两地面站经过位于东经140°的GEO卫星建立的C波段TWSTFT进行2 d实验。实验结果表明:相比于国际权度局推荐的计算方法,该方法能更好地反映实际双向链路的卫星双向传播时延差随卫星运动而改变的情况,并且卫星运动不但使得双向几何距离时延差(包含Sagnac效应修正)出现幅度为0.412 ns、均值偏差为77 ps的日波动,还造成了双向电离层时延差出现最大幅度为0.120 ns、均值偏差为31 ps的日波动,需从双向测量结果中扣除。

基于卡尔曼滤波和RTS事后平滑的GNSS共视时间比对算法

基于GNSS时间比对是时间同步、授时等的关键,是校正GNSS接收设备时间差、改进其设计和性能的重要措施。针对GNSS信号传播过程中的电离层时延和对流层时延问题,以及地球自转效应对信号和卫星位置解算的影响,将卡尔曼滤波和RTS事后平滑相结合,以提高时间比对精度。算法结果表明:对流层延时、电流曾延时、地球自转效应等链路延时、可提高公示时间比对精度;并且卡尔曼滤波和RTS事后平滑相结合的事后共视算法的精度可以达到2 ns。

Klobuchar电离层延迟改正模型精化方法的研究

在GPS导航定位中,单频接收机利用导航电文发播的Klobuchar电离层改正模型对电离层误差进行改正,但改正效果不太理想,为了提高其改正精度,并利用它进行电离层实时预报,我们通过电离层电子含量实测数据,对其进行精化,以满足要求。本文在原有Klobuchar电离层改正模型精化的基础之上,提出了一种新的精化方法,并对两种方法进行了比较研究,结果表明这两种精化方法对电离层的改正均有很好地提高,且本文提出的方法更优良。

用于JATC的GPS CV时间比对中的数据处理

GPSCV(共视)时间传递技术将在重建的我国的综合原子时(JATC)系统中起重要作用。介绍了GPSCV时间比对中共视数据的选取和消除观测数据中的随机噪声的方法,对GPS共视时间比对中的电离层时延改正和几何时延改正方法作了阐述,给出了对NTSC(中国科学院国家授时中心)与CRL(日本通信研究所,现已更名为国家信息和通信技术研究院(NICT))两个时间实验室之间的共视比对数据的计算结果。

电离层TEC与地方时相关性的数值分析

针对观测量比较少的地区的特殊情形,用数值分析的方法研究了电离层TEC与地方时相关性,使用模拟数据进行了分析比较,结果表明:在同一纬度附近,若某经度范围的地区观测站点非常稀疏或几乎没有的情况下,可以充分利用其它经度范围最近时段的同一地方时刻的TEC作为重要的参考数据来进行本经度区域修正。