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《兩種GPS測(cè)定電離層電子密度模型的探討_程鵬飛》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、第26卷第6期武漢大學(xué)學(xué)報(bào)#信息科學(xué)版Vol.26No.62001年12月GeomaticsandInformationScienceofWuhanUniversityDec.2001文章編號(hào):1000_050X(2001)06_0524_05文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A兩種GPS測(cè)定電離層電子密度模型的探討112程鵬飛李夕銀馬建平(1中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院大地測(cè)量與工程測(cè)量研究所,北京市北太平路16號(hào),100039)(2浙江省測(cè)繪局,杭州市文二路西溪河下33號(hào),310012)摘要:詳細(xì)推導(dǎo)出利用GPS雙頻碼距及載波相位觀測(cè)值進(jìn)行電離層電子密度求定的Klobuchar模型以及Ge
2、orgiadou模型,給出了求定這兩種模型參數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá),從理論上指出該兩種模型適合單歷元解算的基本條件,通過(guò)實(shí)例進(jìn)行了兩種模型的電離層修正誤差及誤差頻率的分析和比較。結(jié)果證明,與Klobuchar模型相比,Georgiadou模型具有表達(dá)形式簡(jiǎn)單,對(duì)模型參數(shù)的初值精度要求較低,數(shù)據(jù)利用率較高,參數(shù)估計(jì)精度較高等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞:電離層;電子密度;電離層延遲中圖法分類號(hào):P225.8;P228.41GPS測(cè)量技術(shù)不僅在導(dǎo)航定位方面的應(yīng)用[2]的大氣層中。對(duì)GPS無(wú)線電信號(hào)而言,電離層日趨成熟,而且在電離層電子密度的測(cè)定方面也是一種彌散的介質(zhì)。正顯示出優(yōu)越性。電子密度
3、的測(cè)定,不僅在大氣由Fermat定理可知,沿光學(xué)路徑所測(cè)距離s物理學(xué)中具有重要意義,而且在利用GPS技術(shù)進(jìn)定義為:行定位本身,如單頻GPS接收機(jī)的基線測(cè)量及動(dòng)s=Qnds(1)態(tài)定位精度和可靠性的提高以及在廣域差分式中,n為介質(zhì)的折射率;ds為信號(hào)沿光學(xué)路徑GPS定位等方面,都具有實(shí)用價(jià)值。的微元。電離層折射誤差定義為所測(cè)距離s與幾最早的GPS衛(wèi)星系統(tǒng)的工作頻率為1.575何距離s0的差值,即GHz,即便是如此高的頻率,電離層仍然會(huì)對(duì)GPS信號(hào)產(chǎn)生相當(dāng)大的延遲,在最壞的情況下延遲量電離層$=s-s0=Qnds-Qds0(2)可達(dá)到300ns,相當(dāng)于100m的距離
4、誤差。1986電離層對(duì)GPS碼距觀測(cè)值和載波相位觀測(cè)值的年Klobuchar發(fā)表的對(duì)單頻GPS接收機(jī)用戶進(jìn)行影響是不同的。對(duì)碼距觀測(cè)值而言,其傳播是以[1]改正的文章,其電離層模型參數(shù)目前已公布在群速進(jìn)行的,因而其信號(hào)經(jīng)過(guò)電離層是延遲的。GPS衛(wèi)星的廣播星歷。但是,該模型參數(shù)的確定對(duì)于載波相位觀測(cè)值而言,其傳播是以相速進(jìn)行有一定的限制,國(guó)內(nèi)公開(kāi)發(fā)表的應(yīng)用該模型的文的,因而其信號(hào)經(jīng)過(guò)電離層是提前到達(dá)。以f表章往往忽略了其限定條件。90年代利用GPS數(shù)示GPS頻率,對(duì)以群速和相速傳播的信號(hào)的電離據(jù)測(cè)定電離層電子密度的工作有了重大進(jìn)展,層延遲可表示為:1996年1月1
5、日,IGS數(shù)據(jù)分析處理中心之一的電離層40.28CODE(centerfororbitdeterminationineurope)開(kāi)$相速=-f2TEC(3)始在Internet網(wǎng)站上公布每天一次的全球電離層電離層40.28$群速=2TEC(4)圖GIMs(globalionospheremaps)。fTEC(totalelectroncontent)表示在衛(wèi)星和GPS接1電離層延遲的基本原理收機(jī)間的信號(hào)路徑上的全部電子密度,它以162TECU為單位,即1TECU=10em,這意味著電離層存在于地表上空約50km至1000km1個(gè)TECU對(duì)應(yīng)著C/A碼延遲0.1
6、6m,通常用收稿日期:2001_09_20。項(xiàng)目來(lái)源:國(guó)家測(cè)繪局基礎(chǔ)測(cè)繪項(xiàng)目/亞太區(qū)域大地網(wǎng)GPS數(shù)據(jù)處理0(2001)。第6期程鵬飛等:兩種GPS測(cè)定電離層電子密度模型的探討525TVEC(totalverticalelectroncontent)來(lái)表示任意由式(8)、(9)可知,在天頂方向上電離層的時(shí)視線在天頂方向的TEC。設(shè)接收機(jī)的天頂距為間延遲可用電離層參數(shù)表示為:jjz0,其對(duì)應(yīng)的刺穿點(diǎn)IP的天頂距為zIP,則任意方Ti=Ti(A1,A2,A3,A4,B1,B2,B3,B4)(11)向電離層延遲可以TVEC表示為:以c代表光速,對(duì)于給定高度角,電離層對(duì)
7、L1頻電離層40.3140.3段上的折射表示成距離為:$相速=Q-2TEC=-cosz2TVECj,電離層jfIPf$i,L=cQTi(A1,A2,A3,A4,B1,B2,B3,B4)1(5)(12)電離層40.3140.3$群速=Q2TEC=2TVEC利用電離層延遲和頻率的關(guān)系,雙頻接收機(jī)fcoszIPf接收的雙頻偽距觀測(cè)值的組合可表示為:(6)jjjj,電離層j,電離層$Ri=Ri,L-Ri,L=$i,L-$i,L=式(5)和(6)中的刺穿點(diǎn)IP的天頂距z1212IP和地面點(diǎn)22fL-fL天頂距z0有如下關(guān)系:21j,電離層2$i,L(13)f1REL2si
8、nzIP=sinz0RE
