"电离层延迟高阶项对GPS精密单点定位精度影响分析"
GPS 定位系统是当今世界上最广泛使用的全球定位系统之一,基于卫星信号的接收和处理,GPS 系统可以提供实时的定位信息。然而,GPS 系统的定位精度受到多种因素的影响,电离层延迟误差是其中之一。电离层延迟误差是由于电离层对卫星信号的延迟效应所致,使得GPS 观测值的精度下降。
本文主要研究电离层延迟高阶项对 GPS 精密单点定位精度的影响。通过对 5 个 IGS 跟踪站 3 天的观测数据的分析,结果表明电离层延迟二阶项、三阶项对 GPS 观测值精度的影响分别为 cm 级和 mm 级,对低纬度地区 PPP 定位精度的影响大于 3mm,但对中高纬度的测站观测值、定位精度的影响比低纬度地区小很多。
电离层延迟高阶项的计算方法是基于电离层延迟的计算模型,通过双频无几何组合计算测量信号在卫星到接收机传播路径上的电离层延迟。电离层延迟高阶项的计算方法可以通过 GPS 观测方程来实现,GPS 观测方程可以写为:
Pi = ρ + pf2i + qf3i + hf4iMP + εP
Φi = ρ - pf2i - q2f3i - h3f4i + λiNi + εΦ
其中,p、q、h 是电离层延迟高阶项的系数,f1、f2 是 GPS 系统的频率值,λ 是载波相位观测值的波长,N 是对应载波相位观测值的模糊度,ρ 是卫星和接收机间的几何距离,B 是电离层穿刺点处的地磁感应强度,κ 是卫星信号矢量与地磁感应强度矢量在穿刺点处的夹角,Ne 是电离层电子密度,εP 和 εΦ 是码和载波相位观测值未被模型化的残余误差。
电离层延迟高阶项的计算结果表明,它对 GPS 观测值精度的影响可达到 cm 级和 mm 级,对低纬度地区 PPP 定位精度的影响大于 3mm。因此,在 GPS 精密单点定位中,电离层延迟高阶项的影响不能被忽视。
本文的研究结果表明,电离层延迟高阶项对 GPS 精密单点定位精度的影响是显著的,需要在 GPS 数据处理中对电离层延迟高阶项进行修正,以提高 GPS 定位精度。