常用对流层延迟修正模型的适用性分析及精化

针对不同对流层延迟模型的改正精度不同的问题,该文利用中国地区4个测站2015年的气象数据和天顶总延迟(ZTD)数据,研究了3种对流层延迟模型(萨斯塔莫宁(Saastamoinen)、SAAS和勃兰克(Black))在不同典型区域和不同季节的精度;在考虑Hopfield模型的纬度和周年周期特性的基础上,给出了一个新的HLD(Hopfield-Latitude-Day)模型。结果表明,3种经典模型中,Black模型的精度最高,SAAS模型次之,Hopfield模型最差。特别是在高海拔地区,以上特征更加明显。3种模型的数值精度均具有明显的季节性特征,冬季改正效果优于夏季。在低海拔地区,HLD模型的精度得到了明显提高,与同等条件下的3种经典模型相比,其精度分别提升了42.2%、40.2%和31.3%。     

3种对流层干延迟模型在中国低纬度地区的精度分析

为了分析Saastamoinen模型、Hopfield模型和Black模型等干延迟(ZHD)模型在中国低纬度地区的精度情况,在中国低纬度地区的桂林、香港和海口3个地方,利用各地区相应的探空站2012年第122~152天的气象观测资料,分析了3种经验模型在低纬度地区的精度情况。结果表明,在所选的3个站内,3种经验模型计算的ZHD变化趋势具有很好的一致性,以Saastamoinen模型计算的ZHD值为参考,Saastamoinen模型和Hopfield模型的ZHD值较为接近,而Black模型计算值偏差较大。     

利用COSMIC掩星资料分析南极地区对流层顶变化

利用2011年全年的南极地区的COSMIC掩星资料,反演了大气温度剖面,进而提取对流层顶参数(温度和高度),定量分析了南极地区对流层顶的时空变化特征。在南极地区,温度递减率对流层顶比最冷点对流层顶更准确,且掩星反演法与臭氧、无线电探空仪等结果基本一致。南极对流层顶整体表现为位相相反的一波结构,温度变化范围为200~230K,高度变化范围为9~11km。南极地区对流层顶在冬季和春季"消失",在夏季和秋季出现逆温层。南极地区对流层顶温度在冬季和春季表现出明显的梯度特征,纬度方向上,极点附近低,四周较高;经度方向上,西南极地区较低。     

GPT2w模型在南极地区精度分析

GPT2w（global pressure and temperature 2 wet）是目前应用较为广泛的对流层延迟经验模型之一,可提供气压、温度、水汽压等气象参数。为验证和分析GPT2w模型在南极地区的精度,本文利用分布在南极区域的探空站数据和中国第33次南极科考期间的实测探空气球数据对模型气压、温度、水汽压参数进行分层精度检验。与探空站数据比较发现,在南极地区地面高度上,GPT2w模型精度较高,与全球其他区域精度较为一致;进一步通过对比1月和7月统计结果,发现Bias和RMS呈现出季节特性;同时发现模型在垂直方向存在较大误差,表现为随着高度的增加,精度随之下降并逐步趋于稳定。实测数据对比方面,首先利用ECMWF（European Centre for Medium-range Weather Forecasts）气压分层数据对实测数据的可靠性进行验证,结果显示,实测数据与ECMWF分层数据符合得较好;同时通过比对发现,GPT2w天内精度在地面高度上仍与月平均精度相当,但垂直方向随着高度的增加精度相比于暖季精度会有所下滑,说明未考虑日周期项变化对模型精度存在一定影响。用探空数据计算的对流层延迟（zenith tropospheric delay,ZTD）来分析GPT2w的计算精度,结果表明GPT2w在南极区域ZTD计算精度在厘米级,与全球其他位置计算精度相当。     

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。     

两种GPT系列对流层经验模型精度分析

针对很多测站不能提供实测气象数据的情况,本文对两种高精度的GPT系列经验模型进行验证。通过对两种模型获得的经验气象数据及对计算可降水汽非常重要的ZHD的精度进行分析,得出如下结论:GPT2w模型的精度要高于GPT2模型,且在无实测气象数据的情况下可以使用GPT2w模型来进行GNSS水汽反演。     

两种对流层延迟模型对不同海拔地区模拟效果的比较与分析

对流层延迟是GPS传播过程中的主要误差源之一,误差的量级足以对观测数据的质量产生影响。在一般的工程应用中,大多采取建立对流层延迟模型的方式消除对流层延迟的影响。本文在编程实现Hopfield模型和Saastamoinen模型的基础上,结合IGS提供的BJFS、URUM、LHAZ测站的气象数据、对流层延迟参考值,分析了在不同海拔高度下对流层延迟模型值和参考值之间的差异。结果表明,随着测站海拔高度的增加,天顶方向对流层延迟逐渐减小,模型间差值逐渐增大。对于高海拔地区,Saastamoinen模型对天顶方向延迟的模拟效果更好。当卫星高度角减小时,模型间差值逐渐增大。测站越高,模型间差值越大。所以对高海拔地区的观测数据进行处理时,选择合适的延迟模型显得十分必要。     

EGM2008模型在中国某地区的检核及适用性分析

利用搜集的某地区225个GPS水准点数据对最新的超高阶全球重力场模型EGM2008进行了外部检核,并将其结果同EIGEN-5C、EIGEN-4C及EGM96等全球重力场模型进行了比较。外部检核结果表明,EGM2008模型相对其他全球重力场模型的整体精度有所提高。该地区的相对检核结果表明,可将EGM2008模型和GPS大地高相结合应用于低等级的水准测量和长距离的跨障碍物高程传递。     

几种对流层延迟改正模型的分析与比较

在高精度GPS变形监测数据处理中,GPS信号在对流层传播中的延迟是影响其精度的主要误差源之一,需设法对其进行改正。最常用的方法是使用模型改正,利用Visual C++语言,实现三种对流层改正模型,即:Simplified Hopfield模型,Saastamoinen模型,Modified Hopfield模型。通过实例对它们的改正效果进行定量分析与比较,得出一些有益的结论。     

两种对流层延迟修正模型的比较与分析

在高精度GPS变形监测数据处理中,对流层延迟是影响其精度的主要误差源之一,需设法对其进行改正。最常用的方法是使用模型改正,在编程实现Hopfield模型和Saastamoinen模型的基础上,结合CDDIS提供的.zpd格式对流层延迟参考值,对比分析了对流层延迟模型值和参考值之间的差异。结果表明,两种对流层延迟模型在天顶方向吻合很好。随着高度角的减小,模型差异逐渐增大。当高度角在10°左右时,模型差值甚至达到23~24cm。因此,观测数据的处理需要根据测站情况,选择合适的对流层延迟模型,以改善定位的精度,获得好的定位结果。     

GPS定位系统中的几种对流层模型

对流层折射对GPS定位精度产生重要影响。着重介绍了目前卫星定位领域主要应用的一些对流层折射修正模型。     

一种对流层延迟模型的优化方法

Bernese软件是一款高精度GNSS数据处理软件,软件内部所含的改正模型一般是全球化的模型,在某些区域化的研究中不是很适用。因此本文通过Lahey/FujitsuFortran 95编译器对Bernese进行编译,对已有的对流层延迟模型进行修改,将区域化的模型加入到Bernese中。下载IGS跟踪站的数据,使用Bernese软件对修改的模型进行数据处理,在对流层结果文件中可以看到整个运算结果。通过对于Bernese软件内部模型的编译,对于其他模型的改进研究也有一定借鉴意义。     

顾及地形起伏的H模型在中国西部地区的适用性分析

利用积分法计算的大气水汽转换系数作为参考值,根据中国西部地区43个无线电探空站2013—2017年的实测数据建立H模型,将整个西部地区分别按照测站的纬度与海拔划分为3个区域,建立相应的区域模型,与Emardson模型作对比,研究H模型在不同纬度与不同海拔地区的适用性;通过逐年增加测站实测数据建立H模型,分析H模型在时间上的适用性。研究表明:①H模型在低纬地区的适用性较好,建立相应的区域模型,可提高模型的精度;②H模型在2 000～4 000 m高海拔地区具有较高的精度;③逐年增加测站实测数据建立相应的H模型,模型的精度无明显变化。     

三种对流层延迟模型的精度对比

针对不同对流层延迟模型的改正精度不同的问题,该文采用3个IGS站BJFS、SHAO、WUHN的2014年对流层天顶总延迟数据以及地面气象数据,对目前常用的3种对流层延迟模型:霍普菲尔德(Hopfield)、萨斯塔莫宁(Saastamoinen)、欧洲地球静止导航重叠服务(EGNOS)的精度进行了分析。结果表明:Saastamoinen和Hopfield模型的精度相当,EGNOS模型精度略差于其余两种模型,但能满足GNSS米级的定位要求;在气象条件变化剧烈时,EGNOS模型精度不如实测地面气象数据的Hopfield和Saastamoinen模块。     

对流层几种改正模型分析及在LGO和Pinnacle中的应用

分析了几种常用的对流层延迟改正模型和对流层延迟的影响因素,在软件LGO和Pinnacle中运用不同对流层改正模型,对外业GPS测量得到的数据进行基线解算,比较不同对流层模型解算后的基线各分量,并得出一些有益的结论。     

新疆地区对流层加权平均温度模型分析

针对现有的模型不能满足新疆地区加权平均温度的高精度应用问题,该文讨论了几种常用计算方法的优缺点,然后利用新疆地区8个探空站2004—2014年的数据,采用多元线性回归分析的方法建立了新疆地区的加权平均温度区域模型。经过与其他已研究模型进行统计分析,同时利用中尺度数值天气预报(WRF)模式拟合气象元素值对各模型进行了检验,结果表明该文所建立的对流层加权平均温度模型更适应于新疆地区。     

网络RTK对流层拟合模型分析

为了拟合网络RTK中用户端双差对流层延迟,本文分析了基于距离的线性内插模型(DIM)、线性内插模型(LIM)原理,提出了指数拟合模型:以主参考站为原点,系数项与用户端和辅参考站间夹角成反比,指数底数值为0.35,用户端到主参考站与辅参考站到主参考站间距离比值被1减为指数。通过分析上述模型的误差系数给出了模型优缺点,试验验证了指数模型的有效性和稳定性:卫星拟合精度一般优于2cm,实现了单历元平面定位精度优于2cm,高程精度优于3cm。     

对流层延迟改正模型的敏感性分析

简述对流层延迟改正模型,编程开发了利于实时计算的对流层延迟修正值的软件,基于灵敏性理念,分别针对温度、大气压及高度角变化,绘图分析了霍普菲尔德、萨斯塔莫宁和勃兰克等三种改正模型的修正效果,取得了合理选用模型的有益结论。     

GPS定位中的对流层模型分析

系统地分析对流层延迟特性在GPS导航中造成的定位误差,并主要介绍目前卫星定位领域主要应用的一些对流层折射修正模型。基于霍普尔德模型和萨斯塔莫宁模型,提出一种在缺少实测气象参数条件下,使用的简单对流层延迟修正模型。利用Matlab仿真软件对静态和动态接收机实测数据进行分析。结果表明,无气象参数的简单修正模型可以消除70％左右的对流层影响,有效地提高GPS的定位精度。     

GPS对流层延迟模型的比较分析

基于GPS对流层模型,对几种模型进行实际应用的对比,通过GAMIT软件对CORS数据进行处理,分析得出了几种模型在GPS反演大气水汽含量应用中的精度。