GNSS电离层VTEC模型精化及应用研究
发布时间：2021-11-15 17:54
电离层VTEC模型与GNSS的发展是一个互相促进的过程。随着GNSS系统的迅速发展,基于GNSS技术建立高精度电离层VTEC模型已成为目前研究电离层的主要技术手段。本文对VTEC模型建立及应用过程中的数据预处理、模型系数优选、建模结果质量分析、区域模型的生成以及震前电离层异常探测等内容进行了研究和探讨,主要包括:1.基于P4观测方程,通过分析IGS长时间序列VTEC产品统计结果、部分电离层建模结果以及一般假设,研究并制定了P4观测值的限差,并对六个不同纬度IGS站不同电离层活跃期的P4观测值进行了粗差检验,表明了所给限差的适用性与合理性,为基于P4观测值建立电离层VTEC模型提供了可靠的数据基础。2.针对传统TurboEdit算法在初始历元探测小周跳的不足,提出了基于BIC准则的双向TurboEdit算法,实验结果表明改进算法在固定小周跳和随机周跳组合的探测和修复成功率上均有明显提高;在对周跳固定成功率和周跳探测量标准差之间的关系进行分析的基础上,针对伪距观测量会引入较大误差的缺陷,提出了基于北斗三频观测数据的三步法周跳探测和修复策略,实验结果表明,三步法策略可以准确地探测和修复加入的...
【文章来源】：战略支援部队信息工程大学河南省
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 电离层结构
1.1.2 电离层探测方法
1.1.3 GNSS电离层研究意义
1.2 GNSS电离层建模研究现状
1.3 主要研究内容
第二章 基于GNSS观测值建立VTEC模型基本原理
2.1 投影函数和IPP坐标计算
2.1.1 投影函数
2.1.2 IPP坐标计算
2.2 VTEC观测值
2.2.1 非差观测值
2.2.2 电离层组合观测值
2.3 VTEC模型
2.3.1 多项式模型
2.3.2 广义三角级数模型
2.3.3 球谐函数模型
2.4 IGS格网地图及其内插方法
2.4.1 IGS电离层格网地图
2.4.2 双线性内插方法
2.5 本章小结
第三章 数据预处理
3.1 P4观测值限差分析及应用
3.1.1 P4观测值限差的制定
3.1.2 IGS站P4观测值质量分析
3.1.3 小结
3.2 基于BIC准则的双向TurboEdit算法
3.2.1 TurboEdit算法介绍
3.2.2 TurboEdit算法的改进
3.2.3 周跳探测和修复实验
3.2.4 小结
3.3 基于北斗三频数据的周跳探测和修复
3.3.1 三频非差数据组合
3.3.2 三频伪距相位组合周跳探测和修复
3.3.3 实验分析
3.3.4 小结
3.4 本章小结
第四章 电离层建模
4.1 滑动优选多项式建模法
4.2 单GNSS站VTEC滑动优选多项式建模相关内容探讨
4.2.1 不同优选准则在VTEC建模中的比较
4.2.2 连续建模的实现
4.2.3 与IGS格网电离层产品的比较
4.2.4 小结
4.3 滑动优选多项式在不同纬度站高精度电子含量连续监测中的应用分析
4.3.1 太阳活动低年建模实践
4.3.2 太阳活动高年建模实践
4.3.3 小结
4.4 基于单站的区域电离层建模实践
4.4.1 单站监测区域及站间拼接方法
4.4.2 区域电离层建模结果分析
4.5 本章小结
第五章 震前电离层异常探测
5.1 传统异常探测方法
5.1.1 平均数法
5.1.2 中位数法
5.1.3 四分位距法
5.1.4 滑动时窗法
5.2 基于传统方法进行震前异常探测
5.2.1 使用IGS格网数据进行异常探测
5.2.2 使用本文建模结果进行异常探测
5.3 基于灰色预测模型进行震前异常探测
5.3.1 灰色预测模型异常探测原理及方法
5.3.2 使用IGS格网数据进行异常探测
5.3.3 使用建模结果进行异常探测
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 主要研究工作与结论
6.2 未来工作展望
参考文献
作者信息
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]近年来我国GNSS电离层延迟精确建模及修正研究进展[J]. 袁运斌,霍星亮,张宝成. 测绘学报. 2017(10)
[2]GNSS空间环境学研究进展和展望[J]. 姚宜斌,张顺,孔建. 测绘学报. 2017(10)
[3]国际GNSS服务组织全球电离层TEC格网精度评估与分析[J]. 李子申,王宁波,李敏,周凯,袁运斌,袁洪. 地球物理学报. 2017 (10)
[4]一种精确估计区域北斗接收机硬件延迟的方法[J]. 李昕,郭际明,周吕,覃发超. 测绘学报. 2016(08)
[5]EMD与小波分析组合探测电离层VTEC周期方法研究[J]. 鲍亚东,刘长建,张学东,刘宸,冯绪. 大地测量与地球动力学. 2016(06)
[6]多尺度电离层时间序列预报分析[J]. 林江伟,张桂强. 测绘地理信息. 2015(06)
[7]一种基于TurboEdit改进的GPS周跳探测与修复方法[J]. 段荣,赵修斌,庞春雷,李媛. 仪器仪表学报. 2015(11)
[8]基于IGS的南北半球TEC非对称性研究[J]. 冯建迪,姜卫平,王正涛. 武汉大学学报(信息科学版). 2015(10)
[9]伪距相位和无几何相位组合探测与修复多频周跳的比较[J]. 李林阳,吕志平,崔阳,王鸿斌. 大地测量与地球动力学. 2015(03)
[10]对TurboEdit周跳探测及修复算法的改进[J]. 李林阳,吕志平,周海涛,李滨,王宁. 测绘科学技术学报. 2015(02)
博士论文
[1]GNSS电离层建模方法与质量控制研究[D]. 刘长建.解放军信息工程大学 2011
[2]利用地基GNSS数据实时监测电离层延迟理论与方法研究[D]. 耿长江.武汉大学 2011
[3]低纬/赤道电离层广义R-T不稳定性发展的控制因素分析[D]. 罗伟华.武汉大学 2009
[4]基于地基GPS的中国区域电离层监测与延迟改正研究[D]. 章红平.中国科学院研究生院（上海天文台） 2006
[5]基于GPS的电离层监测及延迟改正理论与方法的研究[D]. 袁运斌.中国科学院研究生院（测量与地球物理研究所） 2002
硕士论文
[1]GNSS导航电离层模型精化研究[D]. 刘宸.解放军信息工程大学 2017
[2]GNSS广播电离层精度监测评估方法研究[D]. 程娜.长安大学 2015
本文编号：3497239
【文章来源】：战略支援部队信息工程大学河南省
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 电离层结构
1.1.2 电离层探测方法
1.1.3 GNSS电离层研究意义
1.2 GNSS电离层建模研究现状
1.3 主要研究内容
第二章 基于GNSS观测值建立VTEC模型基本原理
2.1 投影函数和IPP坐标计算
2.1.1 投影函数
2.1.2 IPP坐标计算
2.2 VTEC观测值
2.2.1 非差观测值
2.2.2 电离层组合观测值
2.3 VTEC模型
2.3.1 多项式模型
2.3.2 广义三角级数模型
2.3.3 球谐函数模型
2.4 IGS格网地图及其内插方法
2.4.1 IGS电离层格网地图
2.4.2 双线性内插方法
2.5 本章小结
第三章 数据预处理
3.1 P4观测值限差分析及应用
3.1.1 P4观测值限差的制定
3.1.2 IGS站P4观测值质量分析
3.1.3 小结
3.2 基于BIC准则的双向TurboEdit算法
3.2.1 TurboEdit算法介绍
3.2.2 TurboEdit算法的改进
3.2.3 周跳探测和修复实验
3.2.4 小结
3.3 基于北斗三频数据的周跳探测和修复
3.3.1 三频非差数据组合
3.3.2 三频伪距相位组合周跳探测和修复
3.3.3 实验分析
3.3.4 小结
3.4 本章小结
第四章 电离层建模
4.1 滑动优选多项式建模法
4.2 单GNSS站VTEC滑动优选多项式建模相关内容探讨
4.2.1 不同优选准则在VTEC建模中的比较
4.2.2 连续建模的实现
4.2.3 与IGS格网电离层产品的比较
4.2.4 小结
4.3 滑动优选多项式在不同纬度站高精度电子含量连续监测中的应用分析
4.3.1 太阳活动低年建模实践
4.3.2 太阳活动高年建模实践
4.3.3 小结
4.4 基于单站的区域电离层建模实践
4.4.1 单站监测区域及站间拼接方法
4.4.2 区域电离层建模结果分析
4.5 本章小结
第五章 震前电离层异常探测
5.1 传统异常探测方法
5.1.1 平均数法
5.1.2 中位数法
5.1.3 四分位距法
5.1.4 滑动时窗法
5.2 基于传统方法进行震前异常探测
5.2.1 使用IGS格网数据进行异常探测
5.2.2 使用本文建模结果进行异常探测
5.3 基于灰色预测模型进行震前异常探测
5.3.1 灰色预测模型异常探测原理及方法
5.3.2 使用IGS格网数据进行异常探测
5.3.3 使用建模结果进行异常探测
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 主要研究工作与结论
6.2 未来工作展望
参考文献
作者信息
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]近年来我国GNSS电离层延迟精确建模及修正研究进展[J]. 袁运斌,霍星亮,张宝成. 测绘学报. 2017(10)
[2]GNSS空间环境学研究进展和展望[J]. 姚宜斌,张顺,孔建. 测绘学报. 2017(10)
[3]国际GNSS服务组织全球电离层TEC格网精度评估与分析[J]. 李子申,王宁波,李敏,周凯,袁运斌,袁洪. 地球物理学报. 2017 (10)
[4]一种精确估计区域北斗接收机硬件延迟的方法[J]. 李昕,郭际明,周吕,覃发超. 测绘学报. 2016(08)
[5]EMD与小波分析组合探测电离层VTEC周期方法研究[J]. 鲍亚东,刘长建,张学东,刘宸,冯绪. 大地测量与地球动力学. 2016(06)
[6]多尺度电离层时间序列预报分析[J]. 林江伟,张桂强. 测绘地理信息. 2015(06)
[7]一种基于TurboEdit改进的GPS周跳探测与修复方法[J]. 段荣,赵修斌,庞春雷,李媛. 仪器仪表学报. 2015(11)
[8]基于IGS的南北半球TEC非对称性研究[J]. 冯建迪,姜卫平,王正涛. 武汉大学学报(信息科学版). 2015(10)
[9]伪距相位和无几何相位组合探测与修复多频周跳的比较[J]. 李林阳,吕志平,崔阳,王鸿斌. 大地测量与地球动力学. 2015(03)
[10]对TurboEdit周跳探测及修复算法的改进[J]. 李林阳,吕志平,周海涛,李滨,王宁. 测绘科学技术学报. 2015(02)
博士论文
[1]GNSS电离层建模方法与质量控制研究[D]. 刘长建.解放军信息工程大学 2011
[2]利用地基GNSS数据实时监测电离层延迟理论与方法研究[D]. 耿长江.武汉大学 2011
[3]低纬/赤道电离层广义R-T不稳定性发展的控制因素分析[D]. 罗伟华.武汉大学 2009
[4]基于地基GPS的中国区域电离层监测与延迟改正研究[D]. 章红平.中国科学院研究生院（上海天文台） 2006
[5]基于GPS的电离层监测及延迟改正理论与方法的研究[D]. 袁运斌.中国科学院研究生院（测量与地球物理研究所） 2002
硕士论文
[1]GNSS导航电离层模型精化研究[D]. 刘宸.解放军信息工程大学 2017
[2]GNSS广播电离层精度监测评估方法研究[D]. 程娜.长安大学 2015
本文编号：3497239
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