基于北斗系统的对流层天顶延迟解算与分析

发布时间：2017-10-20 15:10

  本文关键词：基于北斗系统的对流层天顶延迟解算与分析

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【摘要】：借鉴IGS的成功经验,我国积极建设iGMAS,其中iGMAS分析中心要求提供对流层天顶延迟产品。目前GPS观测数据解算的ZTD(以下记为GPS-ZTD)已广泛应用到气象学中,解算方法也已经较为成熟,北斗卫星导航系统于2012年底正式运行,基于BDS观测数据解算ZTD(以下记为BDS-ZTD)的研究近两年才开始。因此,本文重点研究BDS-ZTD解算方法,在国内现有研究基础之上,应用自主改进的Bernese 5.2软件,采用双差方法,研制了一套解算BDS-ZTD策略,基于MGEX地基跟踪网BDS/GPS观测数据进行试验,以同样方法解算得到的GPS-ZTD为参考值评定其解算精度。另外,随着BDS观测数据的加入需要进一步研究多系统联合解算ZTD,以充分利用已有的卫星观测数据资源。因此本文基于以上BDS-ZTD解算方法和观测数据求解了BDS/GPS观测数据联合解算的ZTD(以下记为BDS/GPS-ZTD),与GPS-ZTD作比较分析。为评定BDS/GPS-ZTD、GPS-ZTD外符合精度,分别与IGS产品作比较分析。主要研究内容和成果包括:1.解算了MGEX地基跟踪网全球分布的68个测站2014年10月1日至30日共30天的BDS-ZTD、GPS-ZTD,以GPS-ZTD为参考值评定了BDS-ZTD解算精度,按照北斗系统可见卫星数多少划分为4组进行分析。结果表明:(1)BDS可见卫星数大于8颗测站,偏差绝对值平均为0.86cm,平均标准差STD为1.07cm,平均均方误差RMS为1.40cm;(2)BDS可见卫星数7到8颗测站,偏差绝对值平均为1.62cm,平均标准差STD为1.40cm,平均均方误差RMS为2.24cm;(3)BDS可见卫星数3到7颗测站,偏差绝对值平均为0.79cm,平均标准差STD为2.08cm,平均均方误差RMS为2.28cm;(4)BDS可见卫星数小于3颗测站,BDS-ZTD与GPS-ZTD相差不超过20cm。2.同时解算了以上MGEX跟踪网68个测站2014年10月份的BDS/GPS-ZTD,与GPS-ZTD相比较,(1)BDS可见卫星数大于8颗测站,偏差绝对值平均为0.18cm,平均标准差STD为0.53cm,平均均方误差RMS为0.57cm;(2)BDS可见卫星数7到8颗的测站,偏差绝对值平均为0.16cm,平均标准差STD为0.48cm,平均均方误差RMS为0.51cm;(3)BDS可见卫星数3到7颗测站,偏差绝对值平均为0.24cm,平均标准差STD为0.45cm,平均均方误差RMS为0.52cm;(4)BDS可见卫星数小于3颗的测站,偏差绝对值平均为0.14cm,平均标准差STD为0.63cm,平均均方误差RMS为0.65cm。BDS可见卫星数大于8颗、7到8颗、3到7颗的测站,平均标准差STD逐渐减小,因为两系统联合解中BDS观测值发挥的作用越来越小。BDS可见卫星数小于3颗的测站BDS观测数据的加入作用已不大,所以平均标准差STD没有减小。3.以上统计结果均去掉了29号解,为验证10月29号这天解BDS/GPS-ZTD与GPS-ZTD解算结果的正确性,分别与IGS ZTD产品作比较分析,结果发现29号这天解中BDS/GPS-ZTD与之符合较好,GPS-ZTD与之差异较大,表明BDS/GPS联合解算ZTD有利于提高ZTD解算的稳定性。
【关键词】：BDS GPS BDS/GPS 对流层天顶延迟
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（国家授时中心）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P228.4
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 1 绪论13-19
• 1.1 研究目的与意义13-14
• 1.2 iGMAS系统概况14-16
• 1.2.1 iGMAS发展概述14
• 1.2.2 iGMAS系统构成14-16
• 1.3 GNSS数据解算ZTD国内外研究现状16-17
• 1.3.1 GPS数据解算ZTD国内外研究现状16
• 1.3.2 BDS数据解算ZTD国内外研究现状16-17
• 1.4 本文研究内容17-19
• 2 GNSS数据处理基础19-29
• 2.1 引言19
• 2.2 BDS数学模型19-25
• 2.2.1 原始观测值19-20
• 2.2.2 差分观测值20-21
• 2.2.3 双频数据常用组合21-24
• 2.2.4 相位平滑伪距24-25
• 2.3 主要误差源及改正25-29
• 2.3.1 卫星轨道误差25
• 2.3.2 卫星钟差25-26
• 2.3.3 卫星天线相位中心改正26
• 2.3.4 接收机钟差26-27
• 2.3.5 电离层延迟27
• 2.3.6 对流层延迟27
• 2.3.7 接收机天线相位中心改正27-29
• 3 常用对流层延迟模型简介29-39
• 3.1 引言29
• 3.2 经典对流层天顶延迟函数模型简介29-32
• 3.2.1 Hopfield模型29-30
• 3.2.2 Saastamoinen模型30-31
• 3.2.3 UNB3模型31-32
• 3.3 常用映射函数模型32-36
• 3.3.1 NMF映射函数33-35
• 3.3.2 VMF1映射函数35-36
• 3.3.3 GMF映射函数36
• 3.4 梯度模型36-39
• 4 BDS解算对流层天顶延迟误差分析39-61
• 4.1 引言39
• 4.2 对流层解算策略39-43
• 4.2.1 PPP解算ZTD数学模型39
• 4.2.2 双差法解算ZTD数学模型39-40
• 4.2.3 BDS-ZTD解算策略40-43
• 4.3 BDS-ZTD与GPS-ZTD比较分析43-59
• 4.3.1 BDS可见卫星数大于8颗测站比较结果44-48
• 4.3.2 BDS可见卫星数7到 8 颗测站比较结果48-51
• 4.3.3 BDS可见卫星数3到 7 颗测站比较结果51-57
• 4.3.4 BDS可见卫星数小于3颗测站比较结果57-59
• 4.4 小结59-61
• 5 BDS/GPS联合解算对流层天顶延迟分析61-73
• 5.1 引言61
• 5.2 BDS/GPS-ZTD与GPS-ZTD比较分析61-67
• 5.2.1 BDS可见卫星数大于8颗测站比较结果61-63
• 5.2.2 BDS可见卫星数7到 8 颗测站比较结果63-64
• 5.2.3 BDS可见卫星数3到 7 颗测站比较结果64-66
• 5.2.4 BDS可见卫星数小于3颗测站比较结果66-67
• 5.3 BDS/GPS-ZTD、GPS-ZTD与IGS产品比较分析67-72
• 5.3.1 GPS-ZTD与IGS产品比较结果68-70
• 5.3.2 BDS/GPS-ZTD与IGS产品比较结果70-72
• 5.4 小结72-73
• 6 总结与展望73-75
• 6.1 总结73
• 6.2 展望73-75
• 参考文献75-79
• 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果79

【参考文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 阮仁桂;GPS非差相位精密单点定位研究[D];解放军信息工程大学;2009年

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本文编号：1067838