大气层对GPS信号传播影响的规律之探讨──关于广州地区大气层对GPS系统定位定时影响问题研究之二

大气层对ＧＰＳ信号的传播有时间延迟作用，时廷将影响ＧＰＳ系统的定位和定时精度，且随气象因素的变化而变化．本文根据３年有关的气象资料，采用大气指数模型分析了广州地区大气层随昼夜变化、季节变化和太阳活动变化对ＧＰＳ信号传播时延影响的变化规律．分析得知，在信号垂直传播时，大气层对ＧＰＳ信号传播的影响，用距离表示．最大时为２．６９１ｍ，最小时也会产生１．９９３ｍ的误差；如果信号斜传播，误差因仰角因素将更大．     

在卫星授时中电离层误差实时改正的双极化方法

在卫星定位与授时中，电离层折射误差的影响是十分重要的．目前采用的主要改正方法是双频法，还有电离层模型法．双频法要求卫星发射两个工作频率，而电离层模型法的偏差又较大，这对于使用单频接收机的用户来讲，电离层折射改正就成为一个严重问题，笔者提出的双极化法正好可以解决单频接收机所遇到的问题．双极化法是基于电离层的双折射特性．一个线极化波在电离层中传播时被分裂成两个圆极化波，即左旋圆极化波和右旋圆极化波传播，左旋与右旋圆极化波在电离层中传播的速度不同，则到达接收点的时间也就不同，通过测量两个圆极化波到达接收点的传播时廷差，即可确定电离层折射误差的改正量．     

我国大气折射指数梯度对BPL地波时号的影响

本文讨论了我国大气折射指数梯度的分布值及其对BPL地波时号的二次相位因子的影响。采用了我国102个高空气象站十年的实测资料，求得了我国大气折射指数梯度的月平均值，根据这些数值绘制了春秋季、夏季和冬季的《中国大气折射指数梯度分布图》，用这种方法计算的地波时延预测值与地波时延的实测值做了比较，结果表明，本文提供的修正值比标准大气的修正数据更接近实测值。     

GPS定位与定时中电离层折射误差高阶项的改正方法

目前ＧＰＳ系统中对电离层折射误差的改正主要来用双频技术，双频技术只改正了电离层折射误差的一阶项，可使定位精度达到米级．但对于要求厘米级定位精度的用户来讲，还必须改正电离层折射误差的二阶项；对于要求毫米级定位精度的用户，还应考虑三阶项的改正．笔者提出一个能改正电离层折射误差一阶项、二阶项和三阶项的方法，它是把现有的双频技术与参考文献［１］中提出的双极化技术结合进行的．     

双成分星际介质的折射闪烁

本文用比较严格的理论讨论了由连续介质和散射薄屏组成的星际介质对河外射电源的折射闪烁．对折射闪烁引起的流量变化的结构函数Ｄ（τ）（τ为迟后时间）的计算表明，结构函数的幂律部份的指数Ｐ（Ｄ（τ）（∝τＰ）依赖于上述两个成份的相对散射强度，即在连续介质散射为主的情况下；而在薄屏散射为主的情况下；若两个成份的散射可相比较时，１＜Ｐ＜２．因此本模型可以用于解释在河外射电源和脉冲星中观测到的折射闪烁的结构函数具有不同幂指数的情形，特别是Ｐ～１．５的情形．     

有限距离目标的大气折射改正

大气折射映射函数研究中的母函数方法大大地提高了对流层大气折射改正的计算精度，进而提供了在近地平时低高度观测的足够高精度大气折射改正计算方法。作为高精度大气折射模型的进一步考虑，有限距离目标，例如小于几百千米高度，可能对大气延迟和天大气折射都能引入额外的改正。本应用了天大气折射一些新定义，以及详细地讨论了一种有限距离目标的大气折射改正的计算模型，其中包含在映射函数中的角自变量从传统的真天顶距到本征天顶距的改变，对大气延迟和天大气折射的模拟计算表明：本结果对小于向百千米的目标在低于10°的观测具有一定的影响。     

彗木碰撞时刻及位置的确定

Shoemaker－Levy9号童星于1994年7月与木星碰撞己成为事实．本文依据众多碰撞时刻的观测报道，并结合碰撞预报，对其进行了系统研究．分析了用不同观测技术和观测手段所给出的碰撞时刻的报道，强调了碰撞物理过程的重要性．最后，按照统一的物理模式初步确定了各个碎核的碰撞时刻．并归算出木星南纬碰撞带区的自转速度约为9h55min-周，说明它没有受到营核连续撞击的影响．本文还将各管核撞击点在水面上的位置与预报做了比较．     

IGS‘92联测期间地极坐标的高频波动

本文分析了ＩＧＳ＇９２联测期间七个ＧＰＳ数据处理中心提供的极坐标序列。通过谱分析、最小二乘拟合和Ｆ检验，表明在这些序列中存在一些共同的高频波动：在Ｘ方向上具有２７．０，１６．５，１３．４和１０．４天的周期，在Ｙ方向上的波动周期约为２０．５，１５．８和１０．０天，并且每个序列与ＥＯＰ（ＩＥＲＳ）９２Ｃ０４之间都存在一个系统差。计算与分析表明，这些系统偏离的主要原因是由于在用ＧＰＳ资料解算Ｘ、Ｙ时，不     

折射延迟改正模型

在分析了一些主要的天顸延迟改正模型，并对几种连分式形式的映射函数模型作了归纳后，认为：前者只能都基于大气球对称分布模型，采用差不多相同的各向同性的改正模型，各种映射函数模型的连分式之间，差别仅是形式上的，没有实质性差异。文章利用普尔科沃大气折射表的表列数据作模拟计算，求解折射率差和映射函数的参数证明，可以用天文大气折射定值作模拟处理，得到折射延迟改正模型中的所有参数，并得出结论：映射函数的形式是次要的，随着项数的增加，都能提高模拟精度。文章给出了模拟过程。     

大气折射对大视场多目标光纤光谱观测的影响

大气折射从两个方面影响大视场多目标光纤光谱的观测：一是大气较差折射，二是由大气折射引起的大气色散．本文定量地分析了这些影响，给出其对一具有５°视场、位于北纬４０．４°的望远镜在不同纬度时影响的大小．     

低纬子午环精密时间系统

为保证正在调试中的低纬子午环的定时需要,我们研制了一套具有较高性能的ＧＰＳ精密守时系统,由ＧＰＳ、１ＭＣ频率源和一台自己研制的时钟提供精确到１ｍｓ的信号,用ＧＰＳ的秒信号对时钟进行同步,由计算机完成时钟信号的全自动采集。系统的完成克服了由于钟房撤消而带来的定时的困难。为低纬子午环的顺利运行提供了较好的保障,同时也可适用于其它需要此类定时功能的观测场合。     

大气折射与路径弯曲延迟

电磁波信号在地球大气中的传播受到折射的影响,传播的方向发生了改变,传播的路径变为曲线,长度大于直线距离,相应的传播时间也被延长了,采用一个简化的球对称大气模型计算了光线在不同天顶距下由于路径弯曲而引起的延迟改正.     

大气折射母函数方法、大气折射解析解和映射函数

回顾了作为实用天学和大地测量学中基本研究课题之一的大气折射映射函数研究的进展。介绍了近几年上海天台发展的大气折射母函数方法，以及由此导出的大气折射解析解。对如今广泛地应用在空间测量技术中的几种映射函数做出评述；分析了NMF模型的优点和不足之处。介绍了由大气折射母函数方法引出的大气延迟新连分式映射函数和天大气折射的映射函数方法。利用VLBI实验中高度截止角与基线长度重复率的关系、探空气球(radiosonde)观测资料、PRARE资料比较了各种映射函数的结果。特别指出了映射函数方法对天大气折射和光学波段测距精度的改进。讨论了大气折射计算中的主要误差源。     

等效指数大气天文折射的改正公式

本文引入等效指数大气的概念以得到定量表征大气光学状态的参量——大气指数I,从而算出天文折射关于大气指数I的改正系数,并指出获得大气指数I值的方法。本文还导出包括大气指数I改正系数在内的全面的天文折射改正公式以及普遍适用于任何标准状态的五个改正系数公式,给出了各因素对天文折射的影响的比较。     

关于大气分布模型

简述了大气垂直分布情况和高空探测方法,分析了目前只能采用球对称大气分布模型的原因;论证了随观测站、随方位而异的天文大气折射实测模型和折射延迟改正模型,已经包含了观测站上空大气实际分布的非球对称特性,不必再去寻找或建立随地势而异和随季节而变的大气分布模型,避免了大气分布模型选择不当的影响,从一个方面为提高天文大气折射改正精度和电磁波大气折射延迟改正精度提供了保证。     

利用GPS时间传递数据修正接收机天线坐标

在采用ＧＰＳ进行共视时问比对过程中，当两站位置相隔不大长（小于１０００ｋｍ）时，由于卫星轨道误差、电离层和对流层延迟修正的误差可减少至只有几纳秒，可以主为接收天线位置的误差是其主要误差来源．利用ＧＰＳ本身的时间比对数据，不必增加别的数据来源和设备，采用相对定位的方法可提高定位精度，从而提高时间比对的精度．本文利用日本（ＣＲＬ）和北京天文台（ＢＡＯ）之间五天的共视时间比对数据，对（ＢＡＯ）的天线坐标进行修正．在水平方向和高程方向的修正偏差分别为２．９ｍ和５．６ｍ．如果试验数据足够，修正６４效果会更好．     

IGS′92联测期间地极坐标的高频波动

本文分析了ＩＧＳ＇９２联测期间七个ＧＰＳ数据处理中心提供的极坐标序列。通过谱分析、最小二乘拟合和Ｆ检验，表明在这些序列中存在一些共同的高频波动：在Ｘ方向上具有２７．０，１６．５，１３．４和１０．４天的周期，在Ｙ方向上的波动周期约为２０．５，１５．８和１０．０天。并且每个序列与ＥＯＰ（ＩＥＲＳ）９２Ｃ０４之间都存在一个系统差。计算与分析表明，这些系统偏离的主要原因是由于在用ＧＰＳ资料解算Ｘ、Ｙ时，不同分析中心采用了不同系统的台站坐标（或者说只有部分台站采用了固定的台站坐标），从而造成这些序列所在的参考架与ＩＴＲＦ９１之间存在一个平移和旋转。最后，计算了该期间的大气角动量激发函数，可部分地解释该期间的Ｘ、Ｙ高频波动的原因。     

大气折射对大视场多目标光纤光谱观测的影响

大气折射从两个方面影响大视场多目标光纤光谱的观测：一是大气较差折射，二是由大气折射引起的大气色散。本定量地分析了这些影响。给出其对一具有５°视场，位于北纬４０．４°的望远镜在不同纬度时影响的大小。     

太阳黑子数的子波分析

本文讨论了子波变换用于信号突变检测的原理，用它分析了１７００－１９９３年间的太阳黑子数的年均值．精确地检测到了太阳活动的突变点，用相邻两个突变点的时间长度求得了不同尺度下太阳黑子变化的周期．结果表明：利用子波变换检测太阳黑子周期与传统方法相比具有独到之处．     

多功能天文经纬仪图像采集系统

多功能天文经纬仪是云南天文台新近研制的一种基于通用CCD观测的天体测量望远镜。在这台新型望远镜中,用两个模拟相机分别测量仪器的水平差和高度轴的准直差。当望远镜工作时,望远镜控制系统发出两路触发信号．一路控制数字相机,另一路控制两个模拟相机。两个采集卡分别安装在不同的工作站上,工作在外触发模式。介绍了望远镜的转轴观测模式,主要包含转轴前和转轴后两个观测阶段,采集图像的时刻和数量是由外触发信号控制的。介绍了硬件结构图。说明了软件编写的流程和实现方法．并且对系统中涉及的主要程序算法进行了较为详细的说明。图像采集软件的编写采用VC＋＋和SaperaLT。给出了采集系统软件的工作界面及图像采集系统采集的图像．并对数字相机拍摄的恒星像进行了简单的分析。