Klobuchar模型与CODE-TEC的比较分析

本文利用国际GNSS服务发布的电离层TEC格网数据和Klobuchar模型预测TEC数据,应用数理统计、时间序列分析方法,对两者进行全球、单站的对比分析,研究发现:通过全球整体性的TEC对比发现,Klobuchar模型预测TEC普遍低于CODE-TEC,且2016年Klobuchar模型的预报能力较低,其TEC与CODE-TEC相差较大,Klobuchar模型在除异常区域外的地区预测能力较差,未体现南北半球TEC的不对称性。基于单个格网点TEC日变化对Klobuchar模型和CODE-TEC进行对比分析发现,2008年Klobuchar模型预测TEC与CODE-TEC符合度较高,但未体现出夜间增强现象,2016年该模型的预测能力较差,精度较低。

GIM和不同约束条件相结合的BDS差分码偏差估计

现阶段BDS卫星和地面跟踪站数量较少,用BDS单系统获取的DCB精度有限,针对此问题,本文基于CODE GIM,采用两种不同的"零均值"基准约束方案(分别称为约束1和约束2),选取2015年(DOY002-090)MGEX的BDS数据,求解BDS的DCB,并对其进行精度评估。结果表明,两种约束方案下,卫星DCB差值整体趋势一致,DCBC2I-C7I、DCBC2I-C6I的系统性偏差分别约为-3.3ns和1.2ns,接收机DCB的系统性偏差与卫星DCB大小相同,符号相反。相对于约束1,施加约束2后,IGSO和MEO卫星DCB估值更加稳定(DCBC2I-C7ISTD最大改善21%,DCBC2I-C6ISTD最大改善13%),IGSO和MEO卫星的稳定性(分别在0.1ns和0.2ns左右)优于GEO卫星(0.150.32ns)。约束2的DCB估值效果不仅与CAS/DLR产品有较好的一致性(Bias:-0.40.2ns),而且顾及了BDS卫星DCB间的稳定性差异。两种约束方案下,BDS接收机DCB的STD无明显变化,说明约束的选择对BDS接收机DCB的稳定性无明显影响。BDS接收机DCB稳定性整体上优于1ns,中高纬度区域较好(STD 0.4ns左右),低纬度区域稍差(STD 0.81ns)。

针对星载SAR法拉第旋转估计的NeQuick-2模型精度分析

P波段星载合成孔径雷达(SAR)凭借其较强的穿透能力,在对森林、沙地等观测方面具有较强的优势,但易受法拉第旋转等电离层干扰的影响,其图像质量严重下降。本文针对现有电离层模型的精度开展分析,以基于GPS的CODE GIM全球电离层实测数据为参考,对比评估NeQuick-2模型的电离层总电子量表征能力。在分析CODE GIM实测数据特点的基础上,讨论其在星载SAR领域的局限性;在解析NeQuick-2模型和方法的基础上,研究其表征精度的影响因素;通过对比该模型生成的电离层数据与CODE GIM数据,验证NeQuick-2模型的估计精度。结果表明:NeQuick-2模型可满足P波段星载SAR的法拉第旋转角估计和校正的需求。

中国区域CODE全球电离层地图精度分析

电离层延迟是精密单点定位的主要误差源,双频用户可利用组合观测值消除其影响,单频用户只能利用电离层模型对其加以改正。因此电离层模型的精度对单频精密单点定位(single-frequency precise point positioning,SF-PPP)的精度至关重要。为分析欧洲轨道确定中心(Center Orbit Determination Europe,CODE)提供的全球电离层地图(global ionospheric map,GIM)在中国区域内的精度,在不同纬度范围内选取25个均匀分布的陆态网基准站,从STEC(slant total electron content,STEC)精度及单频动态定位精度两个角度对CODE GIM进行精度评估。结果表明STEC均方根(root mean square,RMS)7天内的平均值为6.38 TECU,应用CODE GIM进行单频动态精密单点定位的精度在水平方向达到亚米级,高程方向达到米级,在高纬度地区CODE GIM精度更高。

国际参考电离层2016模型在陆海区域的精度分析

为了研究IRI 2016模型在陆地、海洋及全球整体的预报精度和差异性问题,该文利用IGS组织提供的2000—2019年全球电离层TEC数据和12个GNSS跟踪站(陆地区域跟踪站6个,海洋区域跟踪站6个)实测TEC数据,基于陆地和海洋独立研究的方法,借助数理统计、相关系数及时间序列,分析了IRI 2016模型在陆地与海洋区域的精度特征。结果表明:IRI 2016模型精度与研究区域内跟踪站的数量、纬度有密切关系,跟踪站密集区域、低纬度地区模型精度较高;太阳活动强度与IRI 2016模型精度高度相关,2008年和2019年为太阳活动低年,模型的精度较高。IRI 2016模型在全球范围内,相较于海洋区域,陆地区域模型的精度较高;与春秋冬三季相比,夏季TEC预测值与CODE GIM统计差值最小,模型的精度最高。

基于BDS/GPS双系统的全球电离层建模

借助当前比较完善的GPS系统,建立基于BDS/GPS双系统的全球电离层模型,是克服BDS单系统建模弊端,提高全球电离层模型和硬件延迟(DCB)监测精度的一种有效途径.本文分析了基于BDS/GPS双系统的电离层模型所能达到的精度,以及GPS观测对DCB监测的辅助作用.文中选用了太阳活动峰年2013年2月11日–2014年1月13日336天的BDS/GPS双系统观测资料,利用15×15阶球谐函数模型建立了全球电离层模型(GIM/SHA),并利用IGS最终电离层产品(GIM/IGS)、双频实测VTEC和海洋测高数据对该双系统模型的电离层产品进行了全面的精度评估.结果表明:(1)通过与三种基准数据比对,GIM/SHA的外符合精度在3–6 tecu范围内,且系统性偏差较小;(2)GPS卫星P1P2频点DCB与IGS最终产品结果比较BIAS在0.1 ns内,RMS最大不超过0.2 ns;(3)通过比较BDS单系统与双系统生成的卫星和接收机B1B2频点DCB发现,两种方法解算的DCB均值差别为0.01–0.227 ns,双系统解算BDS卫星DCB稳定性稍优于单系统结果,但是GPS观测资料的加入能够明显地提高接收机DCB的稳定性;从14颗BDS在轨卫星B1B2频点DCB长期稳定性统计可见,各卫星DCB长期稳定性为0.2–0.3ns,其中GEO卫星稳定性水平稍差.

基于全球电离层模型的静态GPS测量成果分析

为研究全球电离层模型（GIM） 和精密星历对GPS 测量控制网成果的影响, 以阜新市城市GPS 控制网为例展开相关研究.利用Trimble Total Control （ TTC） 软件对时段长度从10-360min 不等的观测数据进行处理.数据处理时采用CODE 的全球电离层模型, 以及广播星历/ 精密星历.实践证明, 全球电离层模型的引入可显著地提高精度, 卫星轨道的影响可以忽略不计.

北斗三频电离层延迟及码硬件延迟解算方法

准确固定非差模糊度是利用相位观测量获取高精度电离层延迟的关键。三频观测条件下常规的处理策略需依次固定超宽巷、宽巷以及窄巷模糊度,通常利用MW(melbourne-wubbena)组合解算宽巷模糊度时易受到码硬件延迟和观测噪声的影响而固定错误。利用北斗三频数据和GIM(grid ionosphenimap)产品,通过固定的超宽巷模糊度以及构造相位无几何组合解算宽巷模糊度,进而重构得到高精度电离层延迟,并且分离了码硬件延迟总量。结果表明,GIM模型辅助条件下宽巷模糊度固定成功率能达到100%,且消除了系统性偏差;电离层重构值与GIM模型改正值存在约1 m的差异,等效精度约6TECU;分离的码硬件延迟变化平稳,标准偏差不超过0.3 m。

顾及接收机差分码偏差日内变化的电离层建模

针对接收机差分码偏差(DCB)日内变化是否会对电离层建模精度产生影响的问题,该文采用非差非组合精密单点定位(PPP)提取电离层观测值进行电离层建模。首先以GPS和GLONASS的P1-P2观测值为例,选取了超过400个测站的数据,然后,进一步分析了接收机DCB日内变化对电离层建模的影响。30 d的实验结果表明,估计的全球电离层格网图(GIM)相比欧洲定轨中心(CODE)提供的GIM产品的平均偏差和RMS分别为-0.41和1.32 TECu,表明估计的GIM精度与CODE相当。而考虑接收机日内变化后一定程度减少了观测值的残差,但对电离层GIM的最终影响较少。