利用GPS监测两起太阳耀斑事件的结果分析

利用59个数据质量良好的IGS跟踪站的观测数据,对2000年7月14日爆发的X5.7级的太阳耀斑和2001年4月15日爆发的X14.4级的太阳耀斑所引起的TEC的变化情况进行了计算和分析。计算结果显示对于两起X级的太阳耀斑,绝大部分向日面跟踪站均有不同程度的响应,综合分析两起太阳耀斑发生期间TEC的响应情况,得出了TEC变化与地方时以及地理位置等的对应关系。     

利用GPS对太阳耀斑进行监测及预报的方法研究

为利用GPS对太阳耀斑进行监测和预报研究,从IGS网站上下载了全球分布的60多个GPS跟踪站的观测数据,对两起X级的太阳耀斑爆发时所引起的TEC变化进行了计算及分析.结果表明,中低纬度的GPS跟踪站在太阳耀斑发生期间均监测到了总电子含量的突增现象,并且与X射线辐射通量图具有很好的一致性;差分TEC可以获得更精细的总电子含量的变化情况,更加适合于对太阳耀斑的细致研究;通过对相邻日绝对总电子含量的研究发现,在耀斑爆发前期,相邻日绝对总电子含量会出现大幅度的跳跃现象.     

基于GPS的2003年10月28日太阳耀斑的电离层响应研究

本文利用VTEC(the Vertical Total Electron Contents)增量和VTEC变化率分析了电离层在2003年10月28日太阳耀斑期间中国的四个IGS跟踪站的响应情况.通过分析比较说明用VTEC变化率似更适合探测电离层对太阳耀斑的响应,并有望发现耀斑期间电离层的一些扰动现象,但在能得到高精度的绝对离层延迟的情况下,利用VTEC增量能准确全面地反映电离层对耀斑响应的整体变化情况.     

利用GPS研究南极电离层TEC对太阳耀斑的异常响应

利用了南极地区IGS站和中山站GPS观测数据,计算了太阳耀斑期间的电离层TEC,分析了南极电离层TEC对太阳耀斑的异常响应。     

南海区域卫星多光谱影像太阳耀斑消除方法

太阳光线被水面直接反射到传感器会造成耀斑污染的现象。高分辨率卫星影像可利用近红外波段消除太阳耀斑。在分析耀斑产生的辐射传输过程的基础上,利用World View-2卫星4波段和8波段多光谱影像设计实验,比较了3种常见的高分辨率太阳耀斑消除算法。结果表明,各种耀斑消除算法的目视效果都较为优秀,定量应用场合下Hedly算法和Goodman算法更有优势。     

太阳耀斑的GPS监测方法及实例分析

利用GPS伪距与载波相位联合数据处理的方法，分析了2000年7月14日太阳耀斑爆发期间，武汉、北京、乌鲁木齐GPS观测数据得到的电离层TEC，提出了利用多项式拟合计算由耀斑引起的电离层TEC增加量的方法。     

利用中国地壳运动观测网络的GPS资料对太阳耀斑的监测及分析

利用中国地壳运动观测网络的GPS资料对2000年7月14日的太阳耀斑进行监测和分析,介绍一种值得探讨的耀斑爆发前可能存在的"前兆"现象.     

GPS硬件延迟计算精度及其稳定性分析

硬件延迟是利用GPS进行TEC测量时最大的误差源,其影响可达30多TECU。为获得更准确的绝对TEC数值,必须利用一定的电离层模型计算得出GPS系统硬件延迟。本文为估算利用一个时段内的观测数据计算得出的硬件延迟对后续时段TEC测量的影响,利用IGS网络中60多个数据质量良好的GPS跟踪站数据,对硬件延迟的精度和稳定性进行了研究。结果表明:GPS系统硬件延迟在短期内具有较好的精度和稳定性,但是当发生电离层扰动现象时GPS系统硬件延迟的精度和稳定性会遭到破坏。同时根据GPS系统硬件延迟稳定性的研究成果,本文还提出了一种对太阳耀斑进行预报的观点。     

偏航姿态对北斗精密单点定位的影响分析

当太阳相对于卫星轨道面的高度角较小时,北斗导航卫星将不会跟踪太阳位置,卫星姿态发生异常复杂的变化后一段时间内处于零偏模式。在此期间采用名义姿态将影响卫星天线相位中心偏差、相位缠绕等误差计算,进而使精密单点定位(PPP)参数估计和天顶对流层延迟估计出现偏差。研究表明,在北斗导航卫星处于零偏期间,采用名义姿态计算的相位缠绕、天线相位中心偏差中存在超过15cm的误差。在此期间的北斗卫星采用零偏姿态改正相位缠绕等误差,与采用名义姿态相比,动态PPP位置参数N、E、U的估计精度可以提高53.2%、54.2%、39.3%,静态PPP位置参数N、E、U的估计精度可以提高61.0%、72.3%、58.4%,天顶对流层延迟估计精度提高33.0%。     

高分辨率卫星立体双介质浅水水深测量方法

提出了一种基于高分辨率卫星多光谱立体像对的浅水水深测量方法。该方法利用多光谱近红波段消除太阳耀斑,以有理函数模型(RFM)构建测区原始DEM,通过水陆边界内插获得水面高程,并采用双介质近似折射改正模型消除目标点垂直坐标偏移。试验表明,本文的模型方法和处理流程在水面平静、底质纹理丰富的浅海岛礁水深反演中能取得优于20%的相对测深精度,可为浅水水深测量提供新手段。     

不同卫星天线参数对BDS定轨定位精度的影响

论证了BDS精密单点定位时卫星天线参数与卫星轨道、钟差产品保持一致的必要性。基于4组不同卫星天线参数BDS精密定轨RTN 3方向内符合精度，GEO卫星均在9.3、18.6、11.5 cm左右，IGSO卫星均在1.7、4.2、2.7 cm左右，MEO卫星均在2.1、5.1、4.8 cm左右，在R方向的差异小于5 mm，在TN方向的差异最大为2.4 cm；定轨结果与GFZ的事后精密产品比较，RTN 3方向外符合精度差异较明显，排除GEO卫星因定轨策略与GFZ差异较大的因素，IGSO和MEO外符合精度ESA和WHU相近，RTN 3方向均在10 cm以内，各分量上优于IGS和EST 1~10 cm，其中TN方向差异最显著。在保持BDS PPP使用的卫星天线参数与卫星轨道、钟差产品一致的前提下，4组卫星天线参数定位精度相近，其中静态定位最后一个历元水平和高程方向坐标偏差均在5 cm以内，动态定位收敛后坐标偏差RMS水平方向在10 cm以内、高程方向在15 cm以内；使用ESA和WHU天线参数动态定位平均收敛时间在46 min左右，IGS和EST天线参数动态定位平均收敛时间在56 min左右，略差于基于GFZ事后产品的收敛时间，其平均收敛时间在34 min左右。     

国产GNSS数据处理软件的比较和分析

本文针对国内常用的三款商业软件中海达HGO软件、华测CGO软件、和南方GNSS数据处理软件进行研究,在截止高度角和采样频率等参数相同的情况下,对三种软件基线解算的质量、网平差后的点位精度、以及相同基线在GPS系统和北斗系统下的计算结果进行了对比和分析。实验表明,三种软件都较为成熟,并满足D级GPS控制网工程的精度要求;HGO软件对基线向量和网平差的处理结果要略优于另两种软件。      

不同精密星历对震时高频GNSS解算结果精度分析

进行震时高频全球卫星导航系统（GNSS）数据解算时,不同的精密星历对GNSS解算结果会有不同的影响．本文针对IGS数据中心提供的最终精密星历(IGF)和快速精密星历(IGR)在震时高频GNSS数据解算结果中的精度进行分析,从理论上探讨不同星历对震时高频GNSS数据精度的影响,选取2010年Baja地震的高频GNSS数据采用GAMIT／TARACK单历元动态定位方法进行解算分析,结果表明,两种星历对震时高频GNSS数据结果相差不大, 在E、N方向上差值最大不超过2.2 cm,在U方向上差值最大不超过4 cm,且两种星历E、N、U方向均方根偏差小于2,解算震时高频GNSS数据时不同精密星历对解算结果精度影响差别在厘米级,当进行震时高频GNSS数据处理工作时,可使用不同精密星历进行替代解算．      

Statistical study of GNSS L-band solar radio bursts

Intense L-band solar radio bursts (SRBs) can affect acquisition and tracking of signals from the Global Navigation Satellite Systems (GNSS) by receivers located in the sunlit hemisphere of the earth and have been regarded as a potential threat to GNSS stability and performance. To obtain the occurrence characteristics and evaluate the probability of GNSS L-band SRB events, we take a survey using the latest 20-year event set (1997–2016). The bursts data were archived and provided by the Space Weather Prediction Center (SWPC) of National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). The results indicate that, during this period, a total of 2384 L-band radio bursts were observed, including 1384 minor events, 859 moderate events, 120 strong events, 17 severe events, and 4 extreme events. As expected, these bursts are generally closely related to solar activity and solar cycle. But, for the severe and extreme events, bursts occurrence is sporadic and random, which not only occurs at solar maximum but also at other intervals. Compared to X-ray solar flares, the L-band SRB events do not occur frequently, and the ratio of annual SRB events with peak flux exceeding 100 SFU to X-ray flares is approximately 0.12. Statistically, the occurrence frequency of strong, severe and extreme SRB events is conservatively about 6.00, 0.85, and 0.20 bursts per year, respectively. The data fitting shows that L-band SRB events yield a power law distribution with an exponent of about – 1.791.     

HY2A卫星的GPS/DORIS/SLR数据精密定轨

采用HY2A卫星2013年2月的实测数据,研究了GPS、星载多谱勒无线电定轨定位系统(DORIS)及卫星激光测距(SLR)三种观测数据的单独和联合定轨问题。通过与法国CNES的精密轨道数据比较发现:分别采用GPS、DORIS和SLR数据进行单独定轨,GPS数据确定轨道的径向平均精度为1.3cm,三维位置约为6.2cm;DORIS定轨的径向平均精度为1.6cm,比GPS结果略差;SLR确定轨道的径向平均精度为2.3cm。用GPS、DORIS和SLR三种数据联合定轨,确定轨道的径向平均精度为1.2cm,三维位置约为6.5cm。与星载GPS定轨结果比较,三种观测数据的联合定轨在提高卫星轨道确定精度上不明显,但联合定轨有利于保持计算轨道精度相对稳定。用站星间高度角大于60°的SLR数据检验GPS/DORIS联合确定的轨道,两者在测距方向的均方差为2.5cm,可见基于HY2A的观测数据可以实现cm级的定轨需求。     

非组合模型下Galileo双频与三频短基线解算精度分析

Galileo系统是当前常用的定位系统之一,本文作者利用自编软件进行了一种非组合模型下Galileo系统双频与三频短基线解算试验. 经研究发现:对于9 km短基线,非组合模型下Galileo双频短基线解算水平精度优于5 cm,高程精度优于10 cm,三频组合解算精度较双频有明显提升,水平精度优于3 cm,高程精度优于4 cm.      

SWARM卫星简化动力学厘米级精密定轨

联合星载GPS双频观测值与简化的动力学模型,在卫星运动方程中引入适当的伪随机脉冲参数,对SWARM卫星进行精密定轨。采用星载GPS相位观测值残差、重叠轨道以及与外部轨道对比等3种方法对SWARM卫星简化动力学定轨结果进行检核。结果表明:SWARM星载GPS相位观测值残差RMS为7~10mm;径向、切向以及法向6h重叠轨道差值RMS均在1cm左右,3个方向均无明显的系统误差。通过与欧空局(ESA)发布的精密轨道进行对比分析,径向轨道差值RMS为2~5cm,切向轨道差值RMS为2~5cm,法向轨道差值RMS为2~4cm,3D轨道差值RMS为4~7cm;SWARM-B定轨精度优于SWARM-A与SWARM-C。因此,采用简化动力学法与本文提供的定轨策略进行SWARM卫星精密定轨是切实可行的,定轨结果良好且稳定,定轨精度达到厘米级。     

An evaluation of potential solar radio emission power threat on GPS and GLONASS performance

The L-band solar radio emission has recently been regarded as a potential threat to stable GPS and GLONASS performance. However, the threat has not been completely investigated or assessed so far. We evaluate in detail the occurrence of GPS/GLONASS signal tracking failures under the direct exposure of wideband solar radio emission. By means of theoretical analysis, we found that the solar radio emission power level of 1,000?sfu (solar flux units) or higher can cause GPS/GLONASS signal tracking failures especially at L2 frequency. In order to prove this evaluation, we investigated GPS/GLONASS signal tracking failures at L1 and L2 frequencies during power solar flares X6.5 (December 6, 2006) and X3.4 (December 13, 2006). Comparing these events with weaker solar flare X17.2 on October 28, 2003, we found that L2 signal tracking failures appeared when the solar radio emission power exceeds 1,000?sfu. Therefore, our theoretical and experimental results confirm the earlier results by other authors.     

基于精密单点定位技术的航空测量应用实践

讨论了基于精密单点定位技术来实现无地面基准站的航空测量。计算结果表明，用观测值的验后残差计算得到的实测动态及静态模拟动态进行精密单点定位的三维RMS均优于3cm；用动态数据精密单点定位的结果同多基准站的双差解求较差计算出的RMS．南北分量和东西分量均优于5cm，高程分量优于10cm；用基准站的静态数据模拟动态单点定位解算得到的坐标同已知坐标求较差计算出的RMS，南北分量和东西分量均优于3cm，高程分量优于5cm。     

GGOS对流层延迟产品精度分析及在PPP中的应用

对流层延迟是卫星导航定位的主要误差源,GNSS广域增强需要高精度的对流层延迟产品进行误差修正。对流层延迟可通过GNSS进行实时估计,也可通过融合多源数据的数值气象预报模型获取。IGS发布的全球对流层天顶延迟产品由GNSS解算,其精度可达4mm,时间分辨率为5min,但其分布不均匀,在广袤的海洋区域无数据覆盖。GGOS Atmosphere基于ECMWF 40年再分析资料,可提供1979年以来时间分辨率为6h、空间分辨率为2.5°×2°的全球天顶对流层总延迟格网数据。本文通过2015年全球IGS测站的ZTD资料对GGOS的ZTD产品进行了评估,研究了GGOS Atmosphere对流层延迟产品与IGS发布ZTD资料之间的系统差,通过线性拟合估计出每个测站GGOS-ZTD与IGSZTD系统差系数(包括比例误差a和固定误差b),然后对比例误差a、固定误差b进行球谐展开,建立了两种ZTD数据源之间的系统差模型。选取IGS测站和陆态网测站,对附加系统偏差改正后的GGOSZTD产品对PPP的收敛速度的影响进行研究。本文研究结果表明:GGOS-ZTD与IGS-ZTD间存在系统偏差,其bias平均为-0.54cm;两者之间较差的RMS平均为1.31cm,说明GGOS-ZTD产品足以满足广大GNSS导航定位用户对对流层延迟改正的需要。将改正了系统差后的GGOS-ZTD产品用于ALBH、DEAR、ISPA测站、PALM测站、ADIS测站、YNMH测站、WUHN测站进行PPP试验,发现可明显提高定位收敛速度,尤其是在U方向上,收敛速度分别提高10.58%、31.68%、15.96%、43.89%、51.46%、14.69%、18.40%。