附加GIM约束的全球电离层建模

针对目前地基GNSS台站在全球分布不均匀,导致南半球海洋和中高纬地区出现与实际不符的VTEC为负值的问题,利用IGS前1 d的最终GIM作为虚拟观测值对TEC可能为负值的地区进行约束,结合GNSS数据建立全球电离层模型(称为SGG模型),并用2014年200多个IGS台站数据对模型进行验证。结果表明,各台站VTEC的RMS优于3 TECu(赤道异常区域RMS在5~7 TECu)。同时SGG能有效消除南半球海洋(40°~90°S)VTEC为负的情况,且对原有非负VTEC几乎没有影响(其变化小于2 TECu)。SGG的卫星DCB与CODE 相比,RMS和MEAN分别优于0.2 ns和0.04 ns,不同纬度带SGG与CODE的接收机DCB估值变化基本一致,两者之差基本在1 ns以内。     

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。     

基于附有限制条件的多项式模型建立中国区域电离层模型

利用IGS站的实测数据,采用最小二乘多项式模型建立中国区域电离层延迟模型。由于该模型各时段间连续性不强,故对其附加时空域上的限制条件。结果表明,附有限制条件的多项式模型保证了模型的连续性,在一定程度上能更好地反映电离层随时间的变化特性。采用该模型,研究分析中国区域电离层的周日、季节变化特性。     

2015-04-25尼泊尔Ms8.1地震前后电离层VTEC异常变化分析

利用IGS的GPS观测数据和CODE GIM电离层格网数据,采用滑动平均和四分位数相结合的统计方法,分析2015-04-25尼泊尔Ms8.1地震前后电离层VTEC异常变化。结果显示:1)电离层VTEC在震前2d出现显著的正异常,可能是地震发生的前兆信息;2)通过全球电离层VTEC异常分布,可以清晰地看出地震震中附近区域出现的异常变化特征;3)震后3d电离层VTEC出现显著负异常,其与震后一个月内多次发生的余震有关联。     

BDS参考站间低高度角卫星三频整周模糊度解算方法

针对BDS参考站间低高度角卫星整周模糊度受大气延迟误差影响较大、难以正确固定等问题,提出一种BDS参考站间低高度角卫星三频整周模糊度确定方法：首先根据超宽巷整周模糊度长波长的优势确定双差超宽巷整周模糊度,并利用其与双差宽巷组合观测值所受电离层延迟误差较为接近的特性搜索确定双差宽巷整周模糊度;然后将双差整周模糊度之间的线性关系作为约束条件,高高度角卫星双差整周模糊度根据双频无电离层组合模型确定;利用固定模糊度的高高度角卫星建立参考站间双差电离层延迟误差空间线性模型,实现对低高度角卫星电离层延迟误差的削弱;最后将固定双差整周模糊度的高高度角卫星双差载波相位观测方程作为距离约束,进一步搜索确定低高度角卫星的双差整周模糊度。     

融合BDS/GPS/GLONASS反演全球电离层特性研究

融合BDS/GPS/GLONASS三系统,采用载波相位平滑伪距观测值和球谐函数建立电离层延迟改正模型,并进行全球电离层反演实验。结果表明,电离层延迟格网值与IGS各分析中心最终产品对比,精度均在4 TECu以内,均值为0.675 TECu。〖JP2〗与基准站GNSS实测TEC比较,差值的均值在5 TECu以内。对计算得到的频间偏差月综合产品进行外符合精度和稳定性分析表明,GPS精度优于GLONASS,而BDS稳定性较差。     

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。     

两种电离层延迟改正模型对星载单频GPS实时定轨精度的影响

采用单频星载GPS实测伪距和载波相位观测值,结合不同的电离层延迟改正模型进行模拟实时定轨实验,分析单频实时定轨的精度。不同轨道高度的低轨卫星实验结果表明,在卫星轨道较高(500 km以上)时,使用单频伪距观测值与改进的Klobuchar模型,实时定轨位置精度可达0.86 m(三维RMS),速度精度可达0.9 mm/s,接近甚至优于双频伪距实时定轨的轨道精度;使用单频码相无电离层组合观测值时,实时定轨位置精度可达0.54 m,速度精度可达0.55 mm/s。采用合适的电离层延迟改正模型,廉价的单频星载接收机可应用于微小卫星的实时定轨。     

f-3项与投影函数对电离层延迟的影响

依据Chapman正常电离层理论,构造Chapman剖面函数加权投影函数,给出VTEC三角多项式模型,并以武汉站2005年1月1日观测数据进行实例解算,分析电离层延迟f-3项、电离层单层高度、电离层投影函数形式等对电离层延迟的影响.     

一种利用GNSS三频观测值计算绝对电离层TEC的方法

利用GNSS 3个频率观测值两两组合计算获得电离层总电子含量（TEC）值,加入IGS提供的硬件延迟偏差产品对不同频率间的硬件延迟偏差进行改正。结果表明,经硬件延迟偏差改正后,不同双频组合获得的TEC偏差显著缩小。在此基础上,提出了一种合成最终TEC的方法。     

一种差分码偏差估计的简化模型及其评估分析

提出一种差分码偏差估计的简化模型,将测站方向上各穿刺点的VTEC简化为一个参数,分时段进行直接估计。为验证该方法的有效性,采用球谐函数建模和基于GIM的估计方法进行比较分析。选用2016-01近200个IGS测站的GPS+GLONASS数据进行实验,并采用CODE提供的产品进行验证。结果表明,对于GPS(GLONASS)卫星DCB,该方法与其他2种方法估计的结果比较接近,与CODE产品相比平均偏差和标准差分别为-0.3～0.5 ns(GPS)、1.3～0.7 ns(GLONASS)和0.05~0.20 ns(GPS)、0.14~1.10 ns(GLONASS);对于接收机DCB,3种方法与CODE产品的平均偏差分别为-0.6～0.7 ns(GPS)和-1.5～1.5 ns(GLONASS)。实验结果验证了差分码偏差估计简化模型的有效性。     

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一种新的北斗Klobuchar模型及其精度分析

针对传统Klobuchar模型电离层延迟修正精度不高的问题,提出一种新的Klobuchar模型,以提高北斗导航系统的精度。利用欧洲定轨中心CODE的全球格网数据作为参考,使用松弛搜索法分别对覆盖中国区域的格网点和9个测站的观测数据进行算例分析。比较两种方法得出,新模型的修正精度相对于广播模型有大幅提高;新模型预报7d内的电离层时延值修正效果也比广播模型有明显改善;格网点上的平均修正精度从67.89%提高到78.44%,观测数据的平均修正精度从69.81%提升至82.34%。     

联合单站地基GNSS和空基掩星近实时反演电离层电子密度

采用非组合精密单点定位技术估算VTEC,并选取一系列与测站共址的COSMIC掩星电离层产品共同作为约束条件,利用函数模型近实时地探测GNSS测站上空电离层电子密度剖面特性。为了验证新方法的可行性,选取东亚11个IGS跟踪站2016年4个季节中3月、6月、9月和12月最后一周的观测数据及与测站共址的COSMIC掩星ionPrf产品进行实验。将每一个反演结果与同一时刻COSMIC掩星探测的电离层电子密度（作为真值）进行比较。结果表明,新方法实时反演的电子密度剖面与掩星电离层产品相比具有很好的一致性,所获得的f0F2与hmF2参数精度皆优于IRI2016模型。     

基于不等式约束算法改善高纬度地区GNSS电离层建模精度

由于当前国际GNSS服务组织（IGS）跟踪站在高纬度区域分布不均,用于电离层拟合建模的观测数据不均匀、不全面,导致在利用这些IGS跟踪站观测数据建立电离层拟合模型时该区域的电离层电子总含量拟合模型精度不够,电离层拟合模型格网输出值甚至出现了大量有悖于电离层实际物理意义的负值和零值现象。针对此问题,利用不等式约束算法,对拟合模型电离层格网输出的负值点、零值点加入不等式约束条件,采用附加不等式约束条件的最小二乘法对参数的解算进行优化,并用实测GNSS数据进行验证。实验结果表明,该算法对测站分布稀疏的高纬度地区出现大量零值和负值的情况有明显改善。此外,该算法对全球电离层模型的建模精度也有一定程度的提高。     

小波分解改进电离层VTEC时间序列预报模型

介绍了小波分解法改进时间序列预报模型的原理。以IGS发布的2013年VTEC数据为例进行逐点建模,选用db4小波对5 112个格网点VTEC序列进行分解,并对各小波分量进行时间序列预报和重构,进而对VTEC进行预报。对一般方法和改进方法预报偏差的比例变化及全球范围内各格网点的预报值RMSE进行比较。结果表明,改进法预报的高精度点比例及其预报精度均优于一般方法。