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.

常用电离层模型对单点定位精度的影响分析

电离层延迟是限制GNSS定位精度的主要误差源之一,采用合理的电离层改正模型能够削弱定位误差。本文对Klobuchar模型、GIM模型以及NTCM-BC模型的原理进行了阐述,并以九峰台站2016-01-07~2016-01-09观测数据为对象,从不同的角度对BDS K8、GPS K8、GIM和NTCM-BC电离层模型对单点定位的精度的改正效果进行了分析。实验结果表明,九峰台站处,GPS K8和BDS K8模型改正后的单点定位误差RMS分别为2.8553m和1.7932m,NTCM-BC模型改正后的单点定位误差RMS为1.7290m,GIM模型改正后的单点定位误差RMS为1.2834m。

NTCM广播电离层模型性能评估

对于全球卫星导航系统单频用户而言,广播电离层模型是改正电离层误差的主要方法之一。对NTCM-BC模型、MNTCM-BC模型、NTCM-Klobuchar模型和传统Klobuchar模型的性能进行了对比分析。结果表明,在一个太阳活动周期内,NTCM-BC和MNTCM-BC模型计算的垂直总电子含量精度相当,且精度最高,NTCM-Klobuchar模型次之,Klobuchar模型最低。在低纬度测站,NTCM系列模型较Klobuchar模型最高能减少20 TECU左右的误差。与Klobuchar模型相比,采用NTCM-BC和MNTCM-BC模型进行伪距单点定位,高程精度提高约38%,特别是太阳活动高峰期间,低纬度测站最高能提高3 m左右。