高阶电离层改正对PPP对流层估计的影响

对观测量进行高阶电离层改正,利用改正后的观测量求解卫星轨道和卫星钟差,根据所得的卫星轨道和卫星钟差来计算其余测站的对流层。结果显示,二阶电离层在低纬度地区很容易达到1 cm,可使对流层引起2～3 mm的误差。而三阶电离层在低纬度地区一般不超过5 mm,对对流层的影响不会超过0.5 mm。数据测试表明,要获取1 mm精度的对流层,中低纬度地区的二阶电离层必须进行改正,而三阶电离层可以忽略不计。     

台风对卫星导航对流层延迟的影响

为研究台风时期对流层延迟的演变,基于ERA5再分析数据,计算西北太平洋1822号台风“山竹”、1622号台风“海马”以及西北大西洋1709号飓风(台风)“厄玛”时期各高度层可降水量及对应的对流层延迟。结果表明,计算得到的对流层延迟与IGS对流层延迟产品存在明显时空差异,台风对测站影响越强,两者一致性越差。进一步分析表明,台风过境会引起可降水量及各高度层水汽分布比例发生变化,两者均会影响对流层延迟,其中,可降水量的变化占主导。在可降水量一定、850～500 hPa高度层中水汽含量占比最大时,对流层延迟最大。台风使分布于对流层低层的水汽增多,使用传统对流层延迟模型估算对流层延迟,可能会产生额外误差。     

基于BDS与GPS精密单点定位的天顶对流层延迟估计比较

在BDS与GPS现有星座条件下,针对若干IGS和MGEX跟踪站的实测数据,利用CODE事后GPS产品与WHIGG计算的BDS精密轨道和钟差,对GPS单系统、BDS单系统及两者组合系统进行精密单点定位（PPP）处理,估计出相应的天顶对流层总延迟量,并进行分析比较。实验表明,与IGS提供的对流层产品相比,利用GPS单系统处理,能较准确地反映出天顶对流层延迟量,其精度为mm级;BDS单系统结果较GPS单系统略差,其精度优于2cm;GPS与BDS组合系统的结果与GPS单系统结果相近。     

区域对流层延迟水平变化对GPS测量精度的影响

在局部地区或更小的区域中,不同位置存在一定的气象差异,这导致对流层延迟无法通过差分完全消除.为分析这种气象差异带来的残余对流层延迟对GPS测量精度的影响,对长度不同且高差较小的基线在不同气象条件下进行了解算分析.结果表明:当基线大于15 km时,残余对流层延迟是影响GPS高程测量精度的主要误差来源,且随着基线长度的增大残余对流层延迟误差越大;当基线长度接近或超过30 km时,残余对流层延迟常使基线解算失败;潮湿而炎热的气象条件下,对流层延迟水平变化较大,残余对流层延迟影响更大.     

对流层延迟对GNSS单点定位影响的全球评估

为研究对流层延迟时空差异性引起的单点定位偏差的不确定性,首先利用IGS ZPD产品分析其最大值、最小值、均值和STD与测站空间分布的相关性,结果显示,ZPD均值约为2.4 m,其存在随纬度增加而减小的总体趋势,但沿赤道不完全对称,在北半球离散度较大;然后针对单点定位模型,推导对流层延迟对定位参数解算的影响公式,并评估其对单点定位的影响,结果表明,对流层延迟对U方向的影响最大（可达7~15 m）,对N方向的影响居中（在±0.6 m以内）,对E方向的影响最小（在±0.2 m以内）。     

BDS全球定位服务能力及天顶对流层延迟估计性能评估

基于自行解算的GPS/BDS精密轨道和钟差产品,选取全球均匀分布的9个MGEX观测站1周的观测数据,使用GAMP软件进行BDS静态精密单点定位(PPP)解算,以评估BDS全星座的全球定位服务能力及天顶对流层延迟(ZTD)的估计性能.实验结果表明,BDS静态PPP解算收敛后水平方向精度优于1 cm,高程方向精度在1 cm...     

雾霾对GPS天顶对流层延迟与精密单点定位影响研究

通过计算对流层延迟和精密单点定位的点位坐标,研究雾霾天气对GPS天顶对流层延迟和精密单点定位精度的影响。结果表明,当空气质量持续良好、没有雾霾发生时,空气质量指数(air quality index, AQI)与对流层延迟的相关性很小;当重度雾霾天气持续发生时,雾霾会对天顶对流层延迟产生40~60 mm的影响。但在精密单点定位中,通过对对流层延迟进行参数估计的方法可以消除绝大部分雾霾对定位精度的影响,因此无论重度雾霾天气是否发生,AQI指数与精密单点定位精度的相关性很小。     

对流层延迟对高差较大GPS测站短基线时间序列的影响分析

选择5对IGS测站短基线作为研究对象,使用两种不同的基线解算方案进行数据处理,基于小波分析方法研究对流层延迟估计对高差较大GPS测站短基线时间序列的影响。结果表明,对于高差大于100 m的短基线,不估计对流层延迟会使高程方向时间序列出现虚假的季节性变化,周年振幅影响最大可达17.7 mm,估计对流层延迟后该季节信号显著减弱;此外,还发现不估计对流层延迟时,测站间天顶总延迟差异与基线高程方向产生的偏差具有一定的相关性。     

方位角对斜路径对流层延迟的影响研究

针对4种不同气候条件的地区,分析不同高度角时方位角对斜路径对流层延迟的影响,进而提出一种对流层延迟水平梯度的精化方法。实验表明,该方法可更真实地反映对流层延迟在水平方向的非对称性,有效提高VLBI解算精度,基线可重复度提高约4%,天顶对流层延迟估计精度提高约15%。
     

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。     

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。     

基于BP神经网络的对流层延迟预测研究

将Levenberg Marquart 算法改进的BP神经网络技术用于GPS对流层延迟的预测,以南加州GPS网数据为例的实验表明：76％的预测值与实际值之间的偏差在3 cm以内;利用BP神经网络进行预测对流层延迟的精度达到厘米级,部分站点达到毫米级。对部分预测效果不佳的站点进行分析,站点空间位置选取不合理、站点海拔与周边训练样本的站点海拔差异较大是造成预测效果不佳的原因。     

基于不同地形的GPS对流层延迟插值方法研究

通过利用北京、武汉两地的GPS数据,采用反距离加权法、克里金法研究不同地形下GPS对流层延迟插值效果.经比较,反距离加权法与克里金法的插值效果基本一致,在对武汉地区进行GPS对流层延迟插值时插值效果均在毫米级,在北京地区的插值效果则有不同:平坦地区插值效果达到毫米级;山区插值效果为厘米级,无法满足应用需求.     

基于垂直剖面函数的天顶对流层延迟插值算法

通过分析由ERA-Interim气象再分析资料积分方法得到的天顶对流层总延迟随高程变化的规律,提出一种基于垂直剖面函数的天顶对流层延迟(ZTD)插值算法。该算法以ZTD的垂直分布规律为基础,通过垂直剖面函数实现ZTD在高程方向上的精准投影延拓,可以避免因高差较大造成的空间内插结构畸形。采用IGS站提供的高精度对流层产品进行实验验证表明,该算法相对于传统算法能够有效提高ZTD改正值的精度,尤其在高差超过1 km的情况下,相对于反距离加权法精度提升了96%,相对于空间回归法精度提升了79%。     

非组合PPP算法估计天顶对流层延迟及精度分析

为提高天顶对流层延迟的估计精度和可靠性,利用非组合精密单点定位(UPPP)模型估计了WUHN和BJFS站的天顶对流层延迟,将结果与传统的精密单点定位(PPP)模型的计算结果进行对比,结果表明:UPPP计算的天顶对流层延迟的内符合精度为2.75 mm,偏差为0.19 mm,该结果与IGS产品一致,外符合精度分别为8.58 mm,6.51 mm;以IGS的高精度对流层产品为真值,传统PPP模型和非组合PPP模型估计ZTD的精度(STD)分别为7.7 mm和5.9 mm;UPPP方法不仅在精度上和传统PPP方法保持相当甚至更高的精度,而且它还提供电离层产品以减弱噪声影响,提高数据利用率。     

基于EEMD-SARIMA的对流层延迟预测模型研究

在无气象数据的条件下,提出一种基于集合经验模态分解（EEMD）和季节性自回归移动平均模型（SARIMA）的对流层延迟（ZTD）预报新方法,并分别选取长春、上海、乌鲁木齐3个地区4个季节的ZTD数据进行预测分析。结果表明,基于EEMD-SARIMA的ZTD改正预报模型能够满足不同地区、不同季节下的ZTD估计需求,是一种高精度的ZTD预报方法。     

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。     

基于探空数据的对流层延迟模型精度评估

采用IGRA提供的2017年81个无线电探空站的探空资料,对4种对流层延迟模型在中国区域的精度进行综合评估与分析。结果表明,GPT2w模型的性能要优于依赖气象参数的Saastamoinen模型及基于球谐函数的GZTD和UNB3m模型;GPT2w模型的偏差均值MB(mean bias)和均方根误差RMSE分别为-0.8 cm和4.1 cm,各测站的MB和RMSE分别处于-2~2 cm和1.3~7.9 cm之间。UNB3m模型在中国区域存在较大的MB和RMSE,模型的RMSE最大可达10.2 cm。4种模型的精度对测站纬度具有一致的敏感性,表现为随测站纬度的升高而降低;模型精度呈明显季节性变化,且不同模型对季节的敏感程度有所差异;对流层湿延迟难以精确建模导致模型精度在夏季(RMSE为6~9 cm)低于冬季(RMSE为2~2.5 cm)。     

基于PPP的对流层延迟估计方法及其影响因素分析

介绍利用精密单点定位（PPP）技术进行天顶对流层延迟（ZPD）估计的方法,从投影函数模型选取、卫星截止高度角设置、精密星历与精密钟差的使用3方面分析了各种因素对天顶对流层延迟估计精度的影响,确定了相对较优的模型和数据处理策略。大量的算例和分析表明：采用NMF与GMF均可获得较高精度的ZPD,二者差异甚小;采用5°~10°的截止高度角更利于得到较好的ZPD结果;采用快速精密星历和钟差、实时观测精密星历和快速精密钟差解算的ZPD结果与采用事后精密星历和钟差的精度是相当的,而采用外推超快精密星历和快速精密钟差解算测站ZPD值的结果精度稍有下降,但仍具较高的精度。     

GNSS对流层延迟推算可降水量的季节转换模型研究

利用台湾桃园（TWTF）站气象数据和对流层延迟数据开展可降水量和对流层延迟序列的相关性分析,显示两者存在显著正相关特性。利用回归分析建立季节和全年转换模型,并利用各季节降水和无降水期间的数据对模型进行检验。结果显示,各季节GNSS可降水量与线性回归可降水量的RMS值小于1.5 mm,最大误差不超过3.3 mm,满足GNSS气象学的基本要求。