利用探空产品评估GNSS-PPP估计ZTD精度
发布时间：2020-12-26 06:12
无线探空测站可以提供高精度和高垂直分辨率的大气产品。为评估GNSS精密单点定位获得的天顶对流层延迟(ZTD)的精度,将无线探空产品获得的ZTD作为真值,选取中国地区4个IGS观测站及其附近的探空测站2014—2018年的数据进行试算和分析。针对两种产品空间分辨率不一致性问题,利用GNSS气象观测值来弥补探空测站与GNSS测站高程的不匹配。实验结果表明:GNSS气象观测能够较好地弥补探空测站与GNSS测站高程的不一致性;GNSS精密单点定位技术获取的ZTD与探空产品估算的ZTD差值的RMS值小于4cm。
【文章来源】：导航定位与授时. 2020年04期
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
GNSS测站及附近探空站的分布
本文利用Bernese 5.2软件,采用IGS分析中心提供的精密轨道和精密钟差文件,选用无电离层组合模型,将卫星截止高度角设置为7°,对GNSS观测数据进行处理,每1h输出一次接收机坐标及接收机上方的ZTD。由图1可以看出,GNSS测站与探空测站相距很近,一般在10km以内,为了进行对比分析,需要事先统一两种产品的时空分辨率。探空产品的时间分辨率为12h,而GNSS估算的ZTD为1h。故每天可抽取出GNSS测站与探空产品测站相同时间点的ZTD值进行比较来匹配二者的时间分辨率。此外,文中计算了匹配时间分辨率后的探空测站与GNSS测站之间的高程差,以BJFS测站和URUM测站与其对应的探空测站为例,绘制图形如图2所示。由图2可知,时间分辨率匹配完成后,探空测站与GNSS测站部分时刻存在高程差。以BJFS测站为例,高程差的均方差为99.48m,平均偏差为19.62m, 最大偏差为1478m, 其他测站的统计数据在表1中给出。在这样的情况下,无法评估GNSS精密单点定位技术估算ZTD的精度。因此,利用GNSS测站配置的气象观测值作为探空测站的起始观测值,弥补探空测站起始高度与GNSS测站不一致时的天顶方向对流层延迟ZTD,达到匹配两者的空间分辨率的目的。
完成GNSS实测数据与探空测站数据的时空分辨率匹配后,绘制探空测站天顶方向对流层延迟随时间的变化图如图3所示,分别对应BJFS、WUHN、URUM和SHAO测站。由图3可知,探空测站对流层延迟变化趋势可用三角函数进行较好的拟合,ZTD在一年中的变化具有明显的季节性,在气温高的季节较气温低的季节有明显的提升。这导致了许多对流层误差模型精度不稳定,难以做到精确化。因此,研究实测GNSS数据提供的对流层延迟的精度非常必要。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同对流层天顶延迟模型在陕西地区的精度及适用性分析[J]. 尹恒毅,郭春喜,姚顽强,赵红,黄功文,王维,惠哲. 大地测量与地球动力学. 2020(04)
[2]再分析资料计算中国区域对流层延迟精度[J]. 黄瑾芳,楼益栋,张卫星,刘经南. 测绘科学. 2018(05)
[3]BDS/GPS组合天顶对流层延迟的精度分析[J]. 陈振国,唐龙江. 测绘工程. 2017(09)
[4]BDS卫星天线相位偏差对PPP法估计ZTD的影响[J]. 徐宗秋,于航,向琦,穆华永,程前,匡野,唐龙江. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2017(04)
[5]IGS精密星历和钟差对天顶对流层延迟精度的影响[J]. 陈于,陈刚,赵遐龄,金波文. 测绘科学. 2014(10)
[6]亚洲地区EGNOS天顶对流层延迟模型的精度评估[J]. 黄良珂,刘立龙,周淼,张腾旭,郑浩,姚朝龙. 大地测量与地球动力学. 2013(04)
[7]亚洲地区ECMWF/NCEP资料计算ZTD的精度分析[J]. 陈钦明,宋淑丽,朱文耀. 地球物理学报. 2012(05)
[8]GPS对流层改正模型的最新进展及对比分析[J]. 张双成,张鹏飞,范朋飞. 大地测量与地球动力学. 2012(02)
[9]用中国地区ERA-Interim资料计算ZTD和ZWD的精度分析[J]. 马志泉,陈钦明,高德政. 大地测量与地球动力学. 2012(02)
[10]Establishment of a new tropospheric delay correction model over China area[J]. LIOU YueiAn. Science China(Physics,Mechanics & Astronomy). 2011(12)
本文编号：2939189
【文章来源】：导航定位与授时. 2020年04期
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
GNSS测站及附近探空站的分布
本文利用Bernese 5.2软件,采用IGS分析中心提供的精密轨道和精密钟差文件,选用无电离层组合模型,将卫星截止高度角设置为7°,对GNSS观测数据进行处理,每1h输出一次接收机坐标及接收机上方的ZTD。由图1可以看出,GNSS测站与探空测站相距很近,一般在10km以内,为了进行对比分析,需要事先统一两种产品的时空分辨率。探空产品的时间分辨率为12h,而GNSS估算的ZTD为1h。故每天可抽取出GNSS测站与探空产品测站相同时间点的ZTD值进行比较来匹配二者的时间分辨率。此外,文中计算了匹配时间分辨率后的探空测站与GNSS测站之间的高程差,以BJFS测站和URUM测站与其对应的探空测站为例,绘制图形如图2所示。由图2可知,时间分辨率匹配完成后,探空测站与GNSS测站部分时刻存在高程差。以BJFS测站为例,高程差的均方差为99.48m,平均偏差为19.62m, 最大偏差为1478m, 其他测站的统计数据在表1中给出。在这样的情况下,无法评估GNSS精密单点定位技术估算ZTD的精度。因此,利用GNSS测站配置的气象观测值作为探空测站的起始观测值,弥补探空测站起始高度与GNSS测站不一致时的天顶方向对流层延迟ZTD,达到匹配两者的空间分辨率的目的。
完成GNSS实测数据与探空测站数据的时空分辨率匹配后,绘制探空测站天顶方向对流层延迟随时间的变化图如图3所示,分别对应BJFS、WUHN、URUM和SHAO测站。由图3可知,探空测站对流层延迟变化趋势可用三角函数进行较好的拟合,ZTD在一年中的变化具有明显的季节性,在气温高的季节较气温低的季节有明显的提升。这导致了许多对流层误差模型精度不稳定,难以做到精确化。因此,研究实测GNSS数据提供的对流层延迟的精度非常必要。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同对流层天顶延迟模型在陕西地区的精度及适用性分析[J]. 尹恒毅,郭春喜,姚顽强,赵红,黄功文,王维,惠哲. 大地测量与地球动力学. 2020(04)
[2]再分析资料计算中国区域对流层延迟精度[J]. 黄瑾芳,楼益栋,张卫星,刘经南. 测绘科学. 2018(05)
[3]BDS/GPS组合天顶对流层延迟的精度分析[J]. 陈振国,唐龙江. 测绘工程. 2017(09)
[4]BDS卫星天线相位偏差对PPP法估计ZTD的影响[J]. 徐宗秋,于航,向琦,穆华永,程前,匡野,唐龙江. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2017(04)
[5]IGS精密星历和钟差对天顶对流层延迟精度的影响[J]. 陈于,陈刚,赵遐龄,金波文. 测绘科学. 2014(10)
[6]亚洲地区EGNOS天顶对流层延迟模型的精度评估[J]. 黄良珂,刘立龙,周淼,张腾旭,郑浩,姚朝龙. 大地测量与地球动力学. 2013(04)
[7]亚洲地区ECMWF/NCEP资料计算ZTD的精度分析[J]. 陈钦明,宋淑丽,朱文耀. 地球物理学报. 2012(05)
[8]GPS对流层改正模型的最新进展及对比分析[J]. 张双成,张鹏飞,范朋飞. 大地测量与地球动力学. 2012(02)
[9]用中国地区ERA-Interim资料计算ZTD和ZWD的精度分析[J]. 马志泉,陈钦明,高德政. 大地测量与地球动力学. 2012(02)
[10]Establishment of a new tropospheric delay correction model over China area[J]. LIOU YueiAn. Science China(Physics,Mechanics & Astronomy). 2011(12)
本文编号：2939189
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