高阶电离层延迟对GPS双差观测值和基线向量的影响

用RINEX HO软件计算GPS载波相位观测值中的高阶(二阶和三阶)电离层延迟,在此基础上组成GPS双差观测值中的高阶电离层延迟(ΔI_H)^p,q_i,g。讨论了(ΔI_H)^p,q_i,g与地磁纬度、基线长度、基线方向及太阳活动水平间的关系。在其他条件均相同的情况下,用Bernese 5.0软件分别对进行了高阶电离层延迟改正的观测值和未进行高阶电离层延迟改正的观测值进行基线解算,求得高阶电离层延迟对基线向量解的影响Δb_H。结果表明,Δb_H的数值很小,在一般情况下可忽略不计。ΔbH与基线长度及太阳活动水平等因素间并无必然联系,但随着时段的减小,Δb_H会随之增大。     

联合GPS相位观测值与全球电离层图提取区域电离层TEC

提出一种结合GPS相位观测值与全球电离层图提取区域电离层总电子含量的方法。由于没有采用伪距观测值,无需考虑差分码偏差的影响。实验表明,在不同区域以及不同电离层活动条件下,用该方法改正电离层延迟,其单频定位精度较采用全球电离层图有显著提高,与采用相位平滑伪距电离层延迟改正的结果总体上相当。     

电离层高阶项延迟对多系统PPP的影响

计算位于不同纬度的3个MGEX测站在不同太阳活动及地磁场活动情况下GPS、GLONASS、Beidou和Galileo卫星导航定位系统的电离层高阶项(HOI)延迟，分析高阶项延迟对多系统PPP结果的影响，总结不同太阳活动和地磁活动对PPP的影响。结果表明，电离层延迟随纬度的增加而减小；太阳活动是影响电离层高阶项延迟的主要因素，在太阳活动指数较低时，二阶项延迟不超过2 cm，三阶项延迟约为1 mm；当太阳指数较高时，二阶项延迟超过2.5 cm，三阶项延迟可达到5 mm；当磁暴发生时，高阶项延迟会存在一定程度的增长。将电离层高阶项延迟改正后，太阳活动指数较低时点位精度提升效果明显。     

电离层高阶项改正对我国陆态网测站坐标的影响

通过不同的方案设计对中国陆态网测站进行解算,研究电离层高阶项延迟对测站坐标和接收机钟差的影响,并分析在不同地磁模型下的影响差异。结果表明,在太阳活动较为活跃时,电离层高阶项延迟对陆态网测站垂向坐标的影响能达到1.2 cm,对接收机钟差的影响接近4.4 mm;不同地磁模型下电离层高阶项延迟的影响很小。还分析了纬度、基线方向与长度对电离层高阶项延迟的影响。     

电离层高阶项延迟对2015-06磁暴期间PPP的影响

分析了2015年第173~175 d太阳活动对电离层以及地磁场的影响以及磁暴期间电离层延迟高阶项对观测值、静态PPP的影响。结果表明,受173 d爆发的日冕物质抛射和冕洞高速流的共同影响,174 d地磁持续扰动,达到大磁暴水平; L1、L2的二阶项延迟最大值分别达到20 mm、40 mm,三阶项延迟为2 mm、5 mm;电离层高阶项延迟对PPP的N方向的影响最为显著,最大值达到了7.1 mm,且呈向南偏移的趋势,对U、E方向影响的最大值可达4.6 mm,但没有一致偏移的规律。     

高阶电离层延迟对中国区域双差定位影响研究

给出顾及高阶电离层延迟改正的双差定位模型,探讨中国区域VTEC的时空变化规律,分析高阶电离层延迟对L3观测值的影响。利用41个陆态网测站2015年全年的GNSS数据,基于Bernese 5.2软件的双差定位技术,系统研究高阶电离层延迟对中国区域双差定位的影响及其时空分布规律。结果表明,高阶电离层延迟对中国区域双差定位的影响与测站网型结构相关,明显存在0.5 a的周期变化,影响年均值大小为0～2 mm,且具有方向性差异,对高纬度测站的影响有向北偏移趋势,对低纬度测站的影响有向南偏移趋势。     

综合伪距相位观测的实时电离层延迟格网改正算法研究

针对北斗广域差分系统实时电离层延迟格网改正信息是基于伪距观测计算,而相位观测值具有更高的观测精度,提出伪距数据结合相位历元间差分数据综合解算电离层延迟的算法。基于陆态网GPS实测数据对该伪距相位综合算法进行实验验证,结果表明,综合伪距相位算法相比单纯伪距法可以获得平滑、稳定、精度更高的站星斜路径方向电离层延迟值。在此基础上,全天所有实时电离层延迟格网的内符合精度平均提高30.2%,外符合精度平均提高27.8%。     

基于自适应聚类算法的GPS三频载波相位组合观测值优化选取

推导了GPS三频载波相位组合观测值模型,并且对组合观测值进行了误差分析。根据模糊聚类分析理论,对由长波长标准得到的三频载波相位组合观测值进行分析,运用基于相异度矩阵的自适应聚类算法对其进行分类。对各类组合观测值适用条件进行分析,利用实测L1、L2数据和模拟的L5数据通过矩阵变换求解模糊度法对其进行验证。从而得出结论：通过模糊聚类分析不仅可以选取满足不同长短基线的较优组合,而且大大减少了运用枚举所有组合来筛选较好组合的工作量。     

基于FCM算法的BDS三频载波相位组合观测值优化选取

针对传统GNSS载波相位组合观测值选取过程中效率低、工作量大的问题,在对BDS三频载波相位组合观测值的波长标准、电离层延迟标准、观测噪声标准进行误差分析的基础上,以长波长、弱电离层、弱观测噪声标准作为聚类指标,采用模糊C均值聚类算法对BDS三频载波相位组合观测值进行优化分类选取,最后通过矩阵变换法和实测数据对优化组合进行整周模糊度解算,对组合模糊度方差-协方差阵以及历元间模糊度差值进行分析,证明该方法的可行性和可靠性。     

基于三频GIF组合的载波相位观测精度分析

鉴于三频GNSS在削弱观测误差方面的优势,基于GNSS三频载波观测独立等精度的假设,在利用滑动多项式拟合实现三频载波无几何无电离层GIF组合观测精度快速估计基础上,研究了一种载波观测精度快速估计算法。GPS和BDS三频数据实验结果表明,该算法可实现三频载波观测精度的快速估计,为快速精密单点定位提供准确的随机函数模型。     

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全球实时电离层模型精度分析——以CAS、CNES、NRCan及UPC产品为例

分析中国科学院（CAS）、法国国家空间研究中心（CNES）、加拿大自然资源部大地测量局（NRCan）和加泰罗尼亚理工大学（UPC）2021-01～08的全球实时电离层格网(RT-GIM)产品的精度。结果表明：1）以IGS事后全球电离层格网（GIM）为参考,CAS、CNES、NRCan和UPC产品的RMS分别为3.93 TECu、4.01 TECu、4.50 TECu和3.86 TECu;2）以基准站dSTEC为参考,CAS、CNES、NRCan和UPC产品的STD分别为4.42 TECu、4.40 TECu、4.96 TECu和4.42 TECu。在全球范围内选取21个测站进行连续7 d的定位测试,以高程方向残差95%分位数统计不同实时电离层产品的定位增益。相比于广播电离层模型的定位结果,CAS、CNES、NRCan和UPC产品在北半球高程方向的定位精度分别提升11.9%、18.3%、3.4%和15.5%。     

基于单站相位数据的接收机硬件延迟估算方法

利用2013-01地磁扰日及静日期间全球不同纬度的18个IGS站的GPS双频数据,联合伪距与相位观测数据,探讨估算单站接收机硬件延迟的有效方法,估算的结果与IGS公布的结果差值基本在1.5 ns以内,月平均值基本在1.0 ns以内。     

BDS多路径效应特征及其对静态基线解精度的影响

为研究BDS载波相位多路径效应的特征,在强多路径环境下进行连续多天短基线静态数据采集,并计算双差观测值残差序列,分GEO、IGSO、MEO 3类卫星分析BDS多路径重复性,在此基础上研究多路径效应对BDS静态基线解精度的影响。结果表明,BDS多路径误差具有较强的重复性,其中GEO及IGSO卫星的多路径误差重复周期为1 d,MEO卫星的多路径误差重复周期为7 d;GEO卫星的多路径误差具有系统性偏移,但不是一个常数,而是随时间发生缓慢变化,因此长时间的静态观测并不能平滑该误差,从而导致在较强多路径环境下,BDS多路径误差对其静态解的影响可达cm级。     

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利用地基GPS数据研究2006年12月电离层磁暴现象

利用中国大陆全球定位GPS台网数据和中国周边地区国际IGS站数据，研究了2006年12月中旬的 磁暴对中国大陆上空电离层的影响。结果显示,该磁暴对中国大陆上空电离层的影响并不显著。