适用于不同尺度区域的Klobuchar-like电离层模型

发布时间：2019-11-12 19:36

【摘要】：导航定位中运用最广泛的电离层修正模型是Klobuchar模型,但经典的Klobuchar模型不能满足日益增长的导航定位精度的需求,因此不同的精化模型被提出。本文利用GIMs分析了夜间电离层随地方时的变化和电离层电子总含量随纬度的变化情况,在对各种适用范围较广的模型精化方案进行归纳总结的基础上,提出了一种适用于不同尺度区域的Klobuchar-like模型,并利用不同太阳活动时期不同季节的GIMs建立了适用于单站、大区域和全球的Klobuchar-like模型、14参数Klobuchar模型和8参数Klobuchar模型。Klobuchar-like模型单站、区域、全球的修正率分别达到了92.96%、91.55%、72.67%,均高于14参数、8参数Klobuchar模型和GPS Klobuchar模型,表明了该模型的有效性与实用性。
【图文】：

Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２０１６Ｖｏｌ．４５Ｓ２ＡＧＣＳｈｔｔｐ：∥ｘｂ．ｓｉｎｏｍａｐｓ．ｃｏｍＶＴＥＣ，同半球的低纬度要高于中高纬度，但南北具有不对称性。因此，夜间ＶＴＥＣ随着纬度变化比较明显，Ｋｌｏｂｕｃｈａｒ模型中夜间ＶＴＥＣ值应当随着纬度变化而变化。图１全球夜间平均ＶＴＥＣ序列［２４］Ｆｉｇ．１ＳｅｒｉｅｓｏｆｇｌｏｂａｌｍｅａｎｎｉｇｈｔｔｉｍｅＶＴＥＣ［２４］图２不同季节夜间平均ＶＴＥＣ随纬度的变化Ｆｉｇ．２ＶａｒｉａｔｉｏｎｓｏｆｍｅａｎｎｉｇｈｔｔｉｍｅＶＴＥＣｗｉｔｈｌａｔｉｔｕｄｅｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｅａｓｏｎｓ图３给出了２０１６年９月２２日低纬地区（ＫＯＵＲ站，５．２５°Ｎ，５２．８１°Ｗ）、高纬地区（ＶＥＳＬ站，７１．６７°Ｓ，２．８４°Ｗ）、中纬地区（ＣＨＡＮ站，４３．７９°Ｓ，，１２５．４４°Ｅ）的ＶＴＥＣ日变化情况与ＧＰＳＫｌｏｂｕｃｈａｒ修正量，ＶＴＥＣ日变化数据来源于ＧＩＭｓ数据（下同）。从图中可以发现，电离层夜间ＶＴＥＣ随着时间变化而变化，并非固定常值，且ＶＴＥＣ日最大值并非均在地方时１４：００；ＧＰＳＫｌｏｂｕｃｈａｒ的模型参数由３７０组常数中选取后编入导航电文播发给用户，导致了ＧＰＳＫｌｏｂｕｃｈａｒ对各个纬度的电离层修正均未达到较好的效果。因此，Ｋｌｏｂｕｃｈａｒ模型的电离层精化应当顾及夜间ＶＴＥＣ随地方时变化以及初始相位变化等情况，同时模型的参数应该如ＢＤＳ系统一样根据实测数据拟合，而非从顾及整个太阳活动周期内电离层变化的３７０组常数

Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２０１６Ｖｏｌ．４５Ｓ２ＡＧＣＳｈｔｔｐ：∥ｘｂ．ｓｉｎｏｍａｐｓ．ｃｏｍＶＴＥＣ，同半球的低纬度要高于中高纬度，但南北具有不对称性。因此，夜间ＶＴＥＣ随着纬度变化比较明显，Ｋｌｏｂｕｃｈａｒ模型中夜间ＶＴＥＣ值应当随着纬度变化而变化。图１全球夜间平均ＶＴＥＣ序列［２４］Ｆｉｇ．１ＳｅｒｉｅｓｏｆｇｌｏｂａｌｍｅａｎｎｉｇｈｔｔｉｍｅＶＴＥＣ［２４］图２不同季节夜间平均ＶＴＥＣ随纬度的变化Ｆｉｇ．２ＶａｒｉａｔｉｏｎｓｏｆｍｅａｎｎｉｇｈｔｔｉｍｅＶＴＥＣｗｉｔｈｌａｔｉｔｕｄｅｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｅａｓｏｎｓ图３给出了２０１６年９月２２日低纬地区（ＫＯＵＲ站，５．２５°Ｎ，５２．８１°Ｗ）、高纬地区（ＶＥＳＬ站，７１．６７°Ｓ，２．８４°Ｗ）、中纬地区（ＣＨＡＮ站，４３．７９°Ｓ，１２５．４４°Ｅ）的ＶＴＥＣ日变化情况与ＧＰＳＫｌｏｂｕｃｈａｒ修正量，ＶＴＥＣ日变化数据来源于ＧＩＭｓ数据（下同）。从图中可以发现，电离层夜间ＶＴＥＣ随着时间变化而变化，并非固定常值，且ＶＴＥＣ日最大值并非均在地方时１４：００；ＧＰＳＫｌｏｂｕｃｈａｒ的模型参数由３７０组常数中选取后编入导航电文播发给用户，导致了ＧＰＳＫｌｏｂｕｃｈａｒ对各个纬度的电离层修正均未达到较好的效果。因此，Ｋｌｏｂｕｃｈａｒ模型的电离层精化应当顾及夜间ＶＴＥＣ随地方时变化以及初始相位变化等情况，同时模型的参数应该如ＢＤＳ系统一样根据实测数据拟合，而非从顾及整个太阳活动周期内电离层变化的３７０组常数


本文编号：2559917