GPS精密单点定位中对流层延迟处理方法研究

本文首先介绍了GPS精密单点定位技术,采用宽巷组合的方法得到观测方程。然后对精密定位中的误差改正作了简述,主要讨论了处理对流层延迟的Saastamoinen模型和Niell映射函数。提出用扩展卡尔曼滤波参数估计方法来处理对流层延迟,通过实例用Saastamoinen模型、Saastamoinen模型加Niell映射函数和扩展卡尔曼滤波参数估计三种方法对对流层延迟进行改正,结果表明该方法优于Saastamoinen模型。     

顾及映射函数误差的对流层延迟两步估计法

利用VLBI、GNSS等空间大地测量数据估计对流层延迟时,通常不考虑映射函数的误差,但这种处理策略最终会对估计结果造成不可忽略的影响。首先,根据多年的气象资料,分析了映射函数误差随高度角的变化特性,然后构建了映射函数误差模型,进而提出了一种顾及映射函数误差的对流层延迟两步估计法。试验表明,本文提出的方法可有效削弱斜路径延迟残差,并在一定程度上改善对流层湿延迟的估计精度。     

高精度GNSS服务中对流层映射函数的影响性分析

针对GNSS服务中如何获取高精度的大地高以及GNSS气象中对流层湿延迟项,文中采用3种试验方案,利用对流层变化复杂的香港区域CORS,分析不同映射函数存不同高度角时对精密服务的影响。结果表明：存高度角为15°时VMFl、GMF、NMF映射函数获取基线重复性相当,天顶延迟变化规律一致;在低高度角为10°时,基于VMFl映射函数的基线重复率更好,对大气变化的敏感性更强,GMF映射函数获取的天顶延迟精度较好,NMF映射函数获取的精度较弱。     

对流层映射函数对南极地区GPS基线解算的影响

映射函数是将对流层模型得到的天顶延迟准确转化为传播路径延迟的关键,选择合适的映射函数对于对流层模型的准确性和GPS定位精度的提高有着十分重要的意义。本文介绍了NMF、VMF1和GMF 3种映射函数,采用我国南极中山站、长城站及南极大陆周边IGS站的数据,通过计算比较了3种映射函数在南极地区对GPS基线解算的影响。结果表明,在南极地区进行GPS基线解算时,采用NMF函数产生的误差最大,VMF1与GMF的结果则更加精确,VMF1的效果略好于GMF。     

CORS站数据解算中对流层映射函数影响分析

针对不同对流层映射函数对CORS站数据解算的影响,为获知适用于我国东北部地区的对流层延迟解算策略,就CORS站数据解算中所使用的对流层映射函数进行比较分析。结论:随着卫星高度截止角的增大,NMF映射函数下NRMS值逐渐优于GMF和VMF1下的NRMS值。处理数据量大的CORS站数据,GMF映射函数具有最佳的改正效果,对我国北斗导航定位系统应用映射函数具有参考价值。     

对流层映射函数对GNSS反演可降水量的影响分析

对流层映射函数是将对流层天顶延迟转化为信号传播路径上总延迟的重要模型,选择合适的映射函数对反演大气可降水量(PWV)精度的提高具有十分重要的意义．本文研究了对流层映射函数对反演PWV精度的影响,选取VMF1、GMF、NMF 3种映射函数,利用GAMIT解算比较3种映射函数在不同季节、不同高度角对网基线解算以及反演PWV的精度影响．结果表明,在进行PWV反演时,选择10°高度角作为解算截止高度角的GMF函数模型反演精度最佳,为进一步提高GNSS水汽反演的实时精度提供了参考．      

对流层映射函数对陆态网解算精度的影响

对流层映射函数是卫星高度角及其他一些因素的函数,它的好坏直接影响对流层延迟改正的效果。本文介绍了NMF、VMF1及GMF 3种模型,采用2016年陆态网及周边IGS站数据,通过GAMIT软件计算对比分析了3种映射函数对陆态网解算精度的影响。结果表明,在进行陆态网解算时,3种映射函数模型精度差别不大,截止高度角为10°时精度最佳。     

大气折射延迟映射函数的比较

简要综述对流层大气折射延迟的基本概念,对几种常用的连分式的映射函数进行比较,结果表明映射函数模型在低高度角呈现较大的差异性,说明利用映射函数模型对大气折射进行改正有很多局限性。     

虚拟参考站对流层延迟算法

在VRS定位中,对影响虚拟站精度的对流层延迟仅是采取简单的基于参考站对流层延迟的几何距离内插模型,虽然此模型较简单,但是精度较差,不利于提高定位精度。因此,本文提出了一种考虑气象元素、纬度和高程对对流层的影响,结合数值气象学内插气象元素的方法,利用经典的对流层HOPFIELD模型以及MTT映射函数,估算出测站点的对流层延迟,通过数值分析,证明了此方法的可行性;特别是在低高度角的情况下,与传统方法相比,在精度及稳定性上有一定的提高。     

一种顾及对流层残余延迟的GNSS随机建模方法

针对常用的基于高度角和信噪比的经验模型难以客观地体现未建模误差影响的问题,基于卫星高度角与大气层延迟残留误差具有强相关性的思想,提出了一种基于天顶映射函数的随机模型。该模型中卫星的方差通过卫星信号在对流层中的传播距离与对流层天顶高度的比值给出,更准确地体现了信号在对流层中的传播距离越长,则对流层残余延迟越高,观测量方差应该越大。实验表明,各随机模型均能够在不同程度上反映定位精度的高低,相比于传统的随机模型,天顶映射函数模型能够显著提高定位精度,为精密单点定位精度的进一步提高提供了理论基础。     

GPS定位系统中几种对流层模型的探讨

分别介绍了对流层模型：霍普菲尔德（Hopfied）模型、萨斯塔莫宁（Saastamoinen）模型、勃兰克（Black）模型、EGNOS系统对流层修正模型,并进行了分析和比较。阐述了6种映射函数模型（CFA模型、Chao模型、Mtt模型、Marini＆Murray模型、NMF模型及GMF模型）计算对流层延迟,分别说明其适用范围。     

对流层映射函数对GPS基线解算质量的影响

介绍了对流层延迟映射函数的发展过程,分析了NMF模型、GMF模型和VMF1模型的特点,利用GAMIT软件使用实测数据比较了三种模型对基线解算质量的影响。     

一种适用于对流层干延迟的新的几何映射函数

本文提出了一种新的对流层干延迟映射函数,此模型形式简洁,精度较高,是完全应用几何方法得出的,模型只与大气的有效高度有关,不包含任何气象因素,适用于动态定位及导航。文中通过实验在不同高度角、不同纬度与目前最常用的CFA2·2和Niell映射函数进行了比较,结果表明,在高度角大于6度时此函数与这两种模型精度相当,得到了非常理想的效果。     

GPS对流层延迟改正UNB3模型及其精度分析

就GPS对流层延迟改正UNB3模型的天顶延迟模型和Niell映射函数模型进行了详细的探讨,采用C 语言编程,建立了相应的程序模块;在GPS普通单点定位中,比较分析了UNB3模型的修正精度;通过IGS跟踪站的大量数据分析计算表明,UNB3天顶延迟模型的修正精度在平面x、y方向上与Saastamoinen天顶延迟模型相当,在高程H方向上优于Saastamoinen天顶延迟模型.     

一种网络RTK对流层斜延迟的估计方法

针对网络RTK数据处理方法中,卫星高度角较低时湿分量映射函数误差较大所引起的问题,提出了一种直接估计斜方向对流层湿延迟的网络RTK数据处理方法,并通过试验对该方法的效果进行分析.在该方法中,斜方向湿延迟直接作为参数进行估计,通过增加虚拟观测引入不同卫星湿延迟参数间的相关性,通过建立适当的状态转移模型引入同一卫星湿延迟参数历元间的相关性.实验结果表明,该方法能精确估计对流层湿延迟,降低了对流层延迟对模糊度估计的影响,提高了网络RTK数据处理的质量.     

全球高精度对流层延迟建模及其在地基GNSS技术中的应用研究

对流层延迟是空间大地测量技术的一种主要误差源。在GNSS中,一般采用模型化或参数估计的方法削弱对流层延迟影响。目前已建立的对流层经验模型均是基于单一数据源,时空分辨率和精度有限,且现有的模型应用研究大多局限于定位解算的直接改正法。本文旨在建立高精度的对流层延迟模型,发展其在地基PPP和GNSS-IR(GNSS interferometric reflectometry)技术中应用的新方法,围绕多源对流层延迟产品精度评估、多源对流层延迟模型和高精度湿延迟模型建立、对流层延迟模型在PPP以及地基GNSS-IR技术中的应用展开研究,主要工作和贡献如下:(1)提出了顾及相邻层之间协方差的探空对流层延迟精度评定方法,得到全球312个探空站2010—2015年的ZHD,ZWD和ZTD的精度分别为2.87 mm、2.71 mm和4.85 mm。     

GPS天顶对流层延迟计算方法研究

对流层延迟是影响卫星定位的主要误差源之一,如何建立更适合某个地区的区域对流层延迟改正模型,成为当今的一个热门研究课题。从目前广泛应用的全球对流层延迟模型入手,借助GAMIT高精度GPS数据处理软件,分析和总结天顶干、湿延迟规律和影响天顶干、湿延迟的主要因素,探寻并构建区域天顶对流层干延迟ZHD模型。     

顾及大气延迟误差的中长基线RTK算法

针对常规RTK作业距离一般不超过15km的问题,提出了一种顾及大气延迟误差的中长基线RTK的算法,突破了常规RTK作业距离。在中长基线情况下,与大气延迟有关的误差如电离层延迟误差、对流层延迟误差等,随着基线长度的增加,空间相关性大大降低,进而影响整周模糊度的快速解算。基于卡尔曼滤波算法,采用非组合差分定位模型,对于电离层延迟误差采用了电离层加权模型进行估计,对于对流层延迟分别采用了相对对流层延迟参数估计和绝对天顶对流层参数估计。最终通过实测数据对该算法进行了算法验证和结果分析。试验结果表明:该算法可以实现中长基线RTK的快速解算,并且在估计相对对流层延迟时,绝对天顶对流层参数估计不利于基准站和流动站的对流层延迟分离,一般采用估计流动站上的相对对流层延迟。     

高纬度BDS/GPS PPP中的对流层延迟改正模型优选

由于高纬度地区气温气压值及变化率与中低纬度地区有较大差异,因此目前发布的多种对流层延迟模型在高纬度地区使用的精度会不同。为了给高纬度地区BDS/GPS用户提供更好的对流层延迟模型选择,文中采用UNB3,EGNOS和GPT2模型,以IGS发布的ZPD产品和SINEX文件作为参考,对比基于这三种对流层延迟模型计算的天顶对流层总延迟量以及精密单点定位精度,可知GPT2较UNB3和EGNOS在高纬度地区定位中有更好的精度表现。     

GPS天顶对流层延迟与可降水量的相关性

针对水汽含量在短时间内变化快、影响因素多,目前精确测定其含量仍是一个难点的现状,该文采用GAMIT软件,利用两次暴雨发生过程中香港地区6个连续运行参考站系统参考站数据,计算天顶对流层总延迟(ZTD)和大气可降水量(PWV),并与实际降雨量进行对比。研究结果表明,暴雨发生前后的1~2h或者更长时间内,天顶对流层延迟、大气可降水量和实际降水量一直保持着较好的对应关系,天顶对流层延迟和大气可降水量会出现骤增和骤降现象,而且天顶对流层延迟和可降水量的变化速度越快,说明大气环境越不稳定,降水概率也就越高。