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。

单频GPS导航定位中的电离层延迟改正方法

电离层延迟是单频GPS导航定位的主要误差源之一。本文提出了一种利用单频GPS接收机伪码-载波相位实时观测数据实时估计和改正电离层延迟的方法，着重阐述了利用局部电离层垂直延迟模型和实时观测数据确定载波相位整周模糊度的步骤，并讨论了该电离层改正方法的优缺点和应用前景。

单频精密单点定位中电离层延迟改正方法

在单频精密单点定位中,电离层延迟是降低定位精度的一个重要因素。本文利用基准站上的双频接收机测定每颗卫星运动轨迹通过电离层的部分,然后通过曲面拟合函数来对各个卫星轨迹通过的电离层建立模型,并对单频精密单点定位进行电离层延迟改正。实验分析表明,用该电离层延迟模型进行单频精密单点定位能够获得较好的精度要求,收敛速度得到了很大的提高。

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。

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.

两种典型电离层延迟改正模型的效果研究

针对单频GPS接收机受电离层影响较大的特点,分析讨论了Klobuchar模型和IONEX模型的使用特点及其改正精度,讨论了两种不同的电离层延迟改正模型的改正效果,研究结果可以为单频GPS用户有效修正电离层延迟影响提供好的建议。

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 。

单双频混合GNSS变形监测系统中单频点电离层误差改正

采用单双频GNSS混合模式进行变形监测的关键是利用双频点数据建立区域电离层误差改正模型,并对单频点的电离层延迟误差进行改正,从而使单频点监测精度也能满足要求。利用广州南沙单双频地面沉降监测网数据对LCM、DIM、LIM、LSM四种区域电离层误差改正模型及其建立方案进行实例,结果表明,4种电离层误差改正模型均能显著改善单频点的监测精度,其中LCM与LIM较优,且利用单频点周围近距离的3个双频点构建区域电离层模型的处理策略最佳。

全球电离层实时建模方法研究

电离层总电子含量(TEC)是描述电离层变化特性的关键参量,构建实时电离层TEC模型可为实时导航定位用户提供电离层延迟改正,加快精密单点定位收敛速度,实现对空间天气的精准监测。基于此,论文以构建实时电离层TEC模型为目标,从融合多源电离层数据构建电离层TEC模型和高精度电离层TEC预报模型的构建展开研究,主要研究内容及贡献如下:(1)使用不同方法评估了2002年001天-2018年365天IRI-2016模型、NeQuick2模型与IGS提供的电离层最终产品(IGSG)的精度。

利用COSMIC数据构建全球电离层TEC地图

电离层延迟效应是GNSS精密导航的主要误差源之一,通过建立电离层模型可不同程度地消除电离层延迟效应的影响.然而,目前海洋和气候条件极其恶劣的地区地面参考站建立困难,导致电离层观测资料的全球分布很不均匀,从而限制了现有电离层模型的精度,影响了延迟改正的效果.本文提出在日固坐标系(sun-fixed,地磁纬度和地方时)下,累积地方时过去24 h的COSMIC(Constellation Observing System for Meteorology,Ionosphere,and Climate)观测资料,通过对110～750 km之间的电子密度进行数值积分得到各掩星点的垂直TEC值,然后利用普通Kriging方法插值产生近实时的全球MAGLat2.5°×LT2h的电离层电子密度总含量TEC地图(简称COSMIC TECMaps).将COSMIC TEC地图和全球定位导航卫星系统服务组织(International GNSS Service,IGS)发布的全球电离层TEC地图(Global Ionospheric Maps,GIMs)以及OSTM/JASON-2卫星的高度计观测值进行比对,发现数据吻合度较好,证明利用COSMIC掩星资料构建全球电离层TEC地图具有可行性。随着新的掩星观测系统的即将问世,掩星观测数据会越来约丰富,利用这些数据构建全球TEC地图具有良好的发展前景。

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。

电离层误差对卫星导航系统测距误差影响分析

电离层延迟误差是单频接收机的主要定位误差之一。电离层延迟误差具有多变性,不易准确描述。本文探讨了几种常用单频接收机电离层延迟改正模型,Bent模型IRI模型、Klobuchar模型、NeQuick模型以及IGGSH模型。并利用单频GPS接收机实测数据统计分析各模型对定位误差的修正效果,为单频接收机用户选择合适的电离层改正模型提供参考。

基于JSCORS的区域电离层时空特征分析

本文利用JSCORS中心提供的连续两天的GPS观测数据,以及现有的提取垂直电离层延迟改正VTEC的软件,采用格网技术和常规单层VTEC模型,内插计算出区域格网的时空数据,对所得数据进行处理分析,得出了江苏南京附近大气层中电离层较为明显的特征。文章总结了该区域电离层的时空变化特征,为后续研究电离层更加细化的特征及其在各方面的应用等提供了依据。

北斗卫星导航系统电离层模型预报性能分析

北斗卫星导航系统发播的导航信息中，电离层延迟改正模型参数采用Klobuchar模型进行解算并预报。将Klobuchar模型按用户使用的预报模式和事后处理模式分别进行数据处理得到相应的VTEC，与IGS提供的GIM数据和北斗监测接收机双频数据进行比较，Klobuchar模型结果与GIM数据和双频改正数据之差均值为8—9TECU左右，约占电离层延迟改正比例的30—40％；以双频数据为参考，目前北斗系统采用的模型预报模式与事后处理模式相比电离层延迟改正精度略有降低0．03％-0．73％。

顾及方位向偏移的光谱分频法InSAR电离层改正

针对电离层变化导致的影像方位向偏移,使子带影像配准结果存在部分区域失相干现象,从而导致估计出的电离层相位屏精度较低的问题,该文提出了一种改进后的共配准方法以提高干涉图相干性。该方法采用复互相关的估计方法进行影像间的偏移量估计,然后对估计阵列中的异常值进行中值滤波器和低通滤波处理,提高偏移量矩阵的精度,最后利用双线性插值的方法进行插值采样完成影像配准。该文以覆盖昆明地区的L-波段先进陆地观测卫星(ALOS-2)数据和覆盖墨西哥城地区的C-波段欧洲航天局哨兵1号(Sentinel-1)数据进行实验,结果显示,使用改进后的配准方法得到的最终改正结果的精度分别提升了13%、15%左右。该方法有效地平衡了电离层变化对于配准精度的影响,提高了干涉图的相干性,进而提高了电离层相位屏的精度,电离层的影响得到了缓解。

利用COSMIC数据构建的全球垂直TEC图的验证研究

在日固坐标系(地磁纬度和地方时)下,累积地方时过去24 h的COSMIC(Constellation Observing System for Meteorology Ionosphere and Climate)观测资料,通过对110～750 km高度范围内的电子密度进行数值积分得到各掩星点的垂直TEC值,进而利用Kriging方法插值产生近实时的全球地方时MAGLat 2.5°×2 h的COSMIC TEC图.利用2008年1月1日至2010年6月30日共30个月的COSMIC数据,逐日构建COSMIC TEC图,将其与全球导航卫星系统服务组织(International GNSS Service,IGS)发布的全球电离层TEC图(Global Ionospheric Maps,GIMs)以及OSTM/JASON-2卫星高度计观测值分别进行比对,证明利用COSMIC掩星资料构建全球电离层垂直TEC图是可行的.

实时动态精密单点定位中的多路径效应削弱方法

基于削弱实时动态精密单点定位多路径效应的目的,首先分析了多路径误差的产生原理,利用信噪比与高度角的关系判断多路径产生的来源,利用TEQC软件量化多路径误差的大小。其次分析了一般导航定位中的设置截止高度角法减少多路径效应在实时动态精密单点定位中的作用,试验表明这种方法并不适用于精密单点定位。基于Estimate SETC模型和Iono-FreeLC对多路径效应对电离层改正的影响进行了研究,发现当多路径效应显著时,双频电离层改正会带来更大的误差,不利于精密单点定位的高精度解算。最后根据实际数据解算结果,在多路径效应显著的情况下,建议选用精确的模型改正消除电离层误差,而不使用双频消除电离层延迟法。

三频北斗模糊度固定方法分析

以北斗系统为背景,介绍了三频组合观测值的特点,分析了双差三频组合观测值的误差影响因素。简单说明采用TCAR方法进行超宽巷和宽巷模糊度固定的方法,论证了采用超宽巷或宽巷组合来求解电离层延迟一阶改正的不可行性。

北斗星基增强在多场景下的定位分析

星基增强系统是全球卫星导航系统的重要组成部分。文章首先介绍我国北斗星基增强系统的系统组成和星基差分改正数。随后,介绍基于北斗星基增强差分改正数的北斗增强定位算法。最后,建立实验分析北斗卫星可见性,讨论星基增强改正数的分布特性,进而分析北斗星基增强定位在2种观测场景下的定位性能。实验结果表明:观测点可以全时段接收北斗星基增强信息,从而保证星基增强系统的可用性;北斗星基增强在开阔和遮挡环境下,定位性能明显优于北斗经典定位。