GNSS对流层延迟映射模型分析

介绍了GNSS定位中常用的三种对流层映射函数NMF、GMF、VMF1和一种新的模型——GPT2,通过测站气压、天顶静力学延迟分量以及投影函数参数三个方面对这几个模型进行了比较。采用不同的模型对全球均匀分布的30个IGS测站2012年全年的GPS观测数据进行精密单点定位,分析了不同模型解算的测站坐标与对流层天顶延迟精度。分析结果表明:以实测气压为基准,VMF1模型气压误差仅为0.4%,GPT2模型相对于GPT模型改善了约25%;以VMF1 HT模型为基准,GPT和GPT2模型天顶静力学延迟中误差约为1 cm,GPT2模型精度略优于GPT模型;以VMF1网站发布的测站VMF1模型为基准,GPT2模型的干、湿映射函数参数ah、aw中误差约为1×10-5和5×10-5;在IGS08框架下,GMF/GPT与VMF1/GPT2模型的PPP坐标解精度比NMF提高了22%;两模型定位精度与ZTD精度都明显高于NMF模型。     

低高度角大气静力学延迟修正的改进

进行低高度角观测是GPS(Global Positioning System)气象学的发展趋势,其中发展高精度的低高度角的大气静力学延迟修正是主要的关键技术.比较了3种计算无线电波从空间到地面接收机的大气静力学延迟修正方法:(1)在大气球对称假设下用探空气球资料路径积分得到大气静力学延迟;(2)在大气球对称假设下用NCEP(National Centers for Environmental Prediction)再分析资料得到大气静力学延迟;(3)用Niell的大气静力学映射函数得到大气静力学延迟.与2001年中国地区89个探空气球站资料计算得到的大气静力学映射函数比较结果显示:NCEP再分析资料路径积分的方法在低高度角(5°以下)的精度好于Niell映射函数模型约5倍.     

提高中性大气折射延迟改正精度的可能途径

针对空间大地测量技术对中性大气折射延迟改正精度的要求,阐述了折射延迟改正值应随测站和随方位而异的必要性．指出,在尚不能直接测定天文大气折射值的情况下,现有的各种改正模型对大气分布模型的依赖性,不能达到预期的精度和降低观测的截止角．根据云南天文台低纬子午环的特殊结构,和测定大气折射的实践,提出了提高折射延迟改正精度的新方法,即：利用各观测站不同方位从天顶附近直到低地平高度角的天文大气折射实测数据,求解得到折射率差和映射函数的参数,从而建立随测站和随方位而异的大气折射延迟改正模型．这一新方法的实施,将能在不需采用大气分布模型的情况下,把天顶延迟的改正精度提高到1 mm以内,低地平高度角的折射延迟改正精度提高到厘米级,并且把截止高度角压缩到5°以内．     

地面GPS观测探测大气可降水汽量的方法和前景

介绍了利用地面GPS观测探测大气可降水汽量（PWV）的基本原理和方法及其在气象学和天文定位上的应用．地面GPS测量的PWV估计的主要误差源来自天顶湿延迟的估计．为了提高天顶湿延迟的估计精度,根据大气湿分量随时间变化的特性,天顶湿延迟的估算可采用确定性参数估计和随机模型估计．采用这些方法能有效地提高GPS精密定位中高程测量的精度,且其估算的PWV的精度可达1-2mm,足以满足天气预报和气候研究的需要．简述了大气分布的非球对称性对PWV估计的影响并评述了利用地面GPS测量探测PWV的前景．     

旋转黑子的太阳周时间延迟研究

统计结果显示23周旋转黑子的纬度随时间的变化呈蝴蝶图分布.对23周旋转黑子蝴蝶图和黑子蝴蝶图两翼的4条拟合曲线间的均方差随相位变化进行研究的结果表明:黑子蝴蝶图南北半球之间、旋转黑子蝴蝶图南北半球之间以及在同一半球旋转黑子蝴蝶图和黑子蝴蝶图之间存在着系统的时间延迟.这说明:23周南北半球太阳黑子活动不是同时发生的,南半球和北半球之间存在着系统的时间延迟或提前(相位差),且是南半球滞后于北半球;23周旋转黑子蝴蝶图和黑子蝴蝶图之间存在着相位差,且是旋转黑子蝴蝶图滞后于黑子蝴蝶图,观测滞后值略小于发电机模型预言的理论值.     

利用双行根数计算太阳相位角的精度评估

光度特性测量是获取空间目标的物理特性的重要技术手段之一,无论是光变曲线的事后分析还是建立光度变化的仿真模型,都离不开一个重要的参数——太阳相位角（太阳-空间目标-测站的空间夹角）.目前空间目标的位置通常是通过双行根数（TLE）外推获得,存在一定误差,且随外推时间的延长而变大,因而有必要对其计算所得的太阳相位角的精度进行评估.以典型的不同高度的激光测距卫星LAGEOS1、AJISAI、STELLA为研究对象,以全球激光测距资料解算所得的高精度轨道作为参考轨道,对2012年全年利用双行根数计算所得的太阳相位角数据进行了比对分析,结果表明对于LAGEOS1、AJISAI这样的中高轨卫星,由于轨道较高,表征阻力的B＊恒定,计算所得的太阳相位角偏差较小,角分量级,且随外推时间的延长不会导致偏差明显增大;而对于STELLA这样的低轨卫星,因轨道较低、受变化的大气的影响显著,计算所得的太阳相位角偏差较大,尤其是当B＊比较大、变化较快时,偏差显著变大,且随外推时间的延长显著增大,在最差情况下：外推1d约为13＇,外推3d约为50＇,外推7d约为251＇,已超出目前的精度要求.因此,在事后分析中应尽可能使用1d之内的TLE计算太阳相位角,对于B＊较大且变化较快情况尤其需要注意.另外,针对UTC闰秒的情况,提出了一种处理方法,即在双行根数外推时判断外推时段是否跨越了闰秒时刻,若跨越了则进行修正：增加或减少1s,相应地需要修改结果对应的时间戳计算方法.