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第
33
卷第
8
期
2008
年
8
月
武汉大学学报·信息科学版
Geomatics
and
Information
Science
of
Wuhan
University
Vo
l.
33
No.
8
Aug.
2008
文章编号
:1671-8860(2008)08-0805-05
文献标志码
:A
地基
GPS
区域电离层多项式模型与
硬件延迟统一解算分析
章红平1,
2
施
闯
2
唐卫明
2
(l
武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,武汉市珞喻路
129
号,
430079)
(2
武汉大学卫星导航定位技术研究中心,武汉市珞喻路
129
号,
430079)
摘
要:探讨了利用区域地基
GPS
双频精码数据建立羊层电离层多项式模型中,多项式系数、组合硬件延迟
统一平差的数据处理方法。数据分析表明,
GPS
卫星短弧段的天空视图对电离层多项式建模的影响较大,由
此估计的纽合硬件延迟解不稳定,电离层模型也存在系统误差,边际效应明显;分段常数的全天电离层延迟多
项式建模的数据处理方法可以有效地削弱短时弧段建模的影响,获取一致性、稳定性更好的组合硬件延迟。
关键词
:GPS;VTEC;
也离层;多项式模型;硬件延迟
中图法分类号
:P228.41
目前,基于电离层单层假设的二维电离层模
件延迟的关系。
型的研究已经趋于成熟,国外最具代表的是美国
喷气动力实验室
OPL)
、欧洲定轨中心
(CODE)
、
加拿大能源、矿山与资源中心
(EMR)
、欧洲空间
局
(ESA)
及西班牙卡塔卢尼亚理工大学
(UPC)
等机构分别完成的全球电离层地图
GIM
(global
ionospheric
map)
算法,并事后提供给国际
GPS
服务组织(
IGS)
全球
GPS
观测站数据的
GIM
产品。基于上述工作,他们还建立了全球电离层
TEC
准实时现报系统,并在因特网上发布全球电
离层
TEC
地图[1-3
J
。此外,美国、澳大利亚、日本、
欧洲等国家和地区也都建立了实时性更好、精度
更高的区域性
TEC
现报系统。在国内,许多学者
都进行了
GPS
电离层二维模型的研究[
4-7J
。尽管
如此,基于
GPS
的二维单层区域电离层延迟建模
的工程化实践中仍面临着模型参数估计的畸变、
可靠性等实际问题。电离层单层多项式展开模型
是一个广泛用于模拟区域电离层总电子含量时空
变化的模型,在
Bernese
软件中也有相应的模块,
刘经南等于
1999
年进行的中国区域分布式广域
差分试验中也采用了该模型
[8J
。本文采用上海市
内几个稠密
GPS
跟踪站的数据,探讨分析了工程
化实践中利用
GPS
双频数据建立该模型的一些
问题,特别是参数解算与卫星的空间几何分布、硬
收稿日期
:2008-06-15
。
1
利用
GPS
数据构建
VTEC
多项
式模型
单层电离层多项式展开模型是将
VTEC
看
作是纬度差伊一件和太阳时角差
5-5
0
的函数。
其具体表达式为:
VTEC
=
~
~Eik(
ψ
-
cpo
) i
(5
-
50)
是(1)
式中,
ψ
。为测区中心点的地理纬度
;5
0
为测区中
心点(件,
λ
。)在该时段中央时刻
to
时的太阳时角;
5-5
0
=
(,l.,-,l.,
o)
+
(t-
to)
,,l.,为信号路径与单层
的交点
p'
的地理经度
;
t
为观测时刻。
对于双频
GPS
观测数据,测站至卫星路径上
的总电子含量的观测方程如下:
TEC
=
9.524
37
•
(P~
-
P{
+
q~
-
q{)
(2)
令
B=~-
q{
,
即是通常所说的硬件延迟,又称
为频率间的偏差,将
VTEC=TEC.
cosZ(Z
为测站
到
U
GPS
卫星视线方向在穿刺点处的天顶距)和式
(1)代入式
(2)
后,可得到利用伪距观测值之差
P~
P{
来确定
VTEC
电离层延迟模型的观测方程的
最终形式:
项目来源:国家
863
计划资助项目
(2007
AA12Z310);
国家自然科学基金资助项目
(40674015
,
40504002)
。
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