基于地基GPS中国区域电离层延迟建模研究

发布时间：2017-05-20 19:20

  本文关键词：基于地基GPS中国区域电离层延迟建模研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：电离层延迟是GPS定位中主要的误差源之一，特别是对单频用户有很大的影响。目前，利用实测GPS观测数据建立的电离层延迟模型是比较精确修正电离层延迟误差的有效方法。影响地基GPS电离层延迟建模精度的主要因素有：监测站的数量及地理分布、观测量的精度，还有所采用的数学模型化描述的合理性。 本文主要开展中国区域（15°~55°N，70°~140°E）电离层延迟模型研究。选择多项式函数模型参与建模，着重分析了分别选取2013年1月4日和2012年4月24日10个中国区域IGS（国际GNSS服务）跟踪站起始观测数据的依据。对于具体的建模实现方法，本文采用了分段线性估计策略，利用欧洲定轨中心（CODE）给定硬件延迟数据，固定卫星和接收机硬件延迟量，通过模型计算出的中国区域电离层垂直电子总量（VTEC）数据绘制出当天中国区域VTEC分布图，与CODE给定数据进行求差比较，绘制差异图，在验证了模型精度基础上对电离层时空变化现象进行了分析。得到以下结论：（1）该模型受当天电子含量的大小影响较小，说明VTEC多项式对于区域建模是可行的；（2）1月4日和4月24日两天的数据表明，随着太阳的升起降落，VTEC值出现相应的增大和减少，并且在世界时06时附近出现最大值；（3）VTEC值不仅和时间相关，而且随着纬度的增大而逐渐降低。
【关键词】：垂直电子总量 全球定位系统 多项式模型 中国区域IGS跟踪站
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P228.4
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-4
• 目录4-6
• 1 绪论6-12
• 1.1 引言6-7
• 1.2 电离层探测技术方法简述7-8
• 1.3 利用地基数据反演电离层国内外研究现状8-10
• 1.3.1 利用 GPS 观测数据反演电子含量的分布及变化规律8-9
• 1.3.2 利用 GPS 观测资料建立高精度电离层延迟模型9-10
• 1.4 本文研究内容、目标和意义10-12
• 2 全球定位系统与电离层12-18
• 2.1 全球定位系统（GPS）简介12-13
• 2.2 地球电离层概述13-16
• 2.2.1 电离层延迟的影响因素13-14
• 2.2.2 电离层对高频电磁波传播的影响14-16
• 2.3 GPS 与电离层关系16-18
• 3 地基 GPS 观测量反演电离层延迟理论18-24
• 3.1 电离层单层模型假设18-20
• 3.2 GPS 观测量反演电离层原理20-23
• 3.2.1 利用 GPS 数据获取电离层延迟信息的方法20-21
• 3.2.2 载波相位伪距平滑21-23
• 3.3 GPS 观测数据误差23-24
• 4 不同电离层模型综述24-35
• 4.1 本特（BENT）模型和国际参考电离层模型24-25
• 4.2 KLOBUCHAR 模型25-28
• 4.3 VTEC 多项式模型28-29
• 4.4 格网电离层模型29-32
• 4.4.1 格网点处 VTEC 的计算30-31
• 4.4.2 用户电离层延迟改正算法31-32
• 4.5 其他电离层延迟方法和模型32-35
• 4.5.1 双频多普勒效应法32-33
• 4.5.2 广义三角级数电离层模型 GTSF33-34
• 4.5.3 NeQuick 模型34
• 4.5.4 球谐函数模型34-35
• 5 中国区域 VTEC 多项式模型化方法35-40
• 5.1 建模准备35-37
• 5.1.1 模型选取35
• 5.1.2 建模所需参考站观测数据的选取35-36
• 5.1.3 建模所需星历数据选取36-37
• 5.2 VTEC 多项式构建电离层模型37-38
• 5.3 建模数据处理策略38-40
• 6 建模数据处理及结果分析40-54
• 6.1 中国区域 IGS 跟踪站的分布40-41
• 6.2 数据处理流程41-45
• 6.3 2013.01.04 地基 GPS 中国区域电离层延迟建模结果分析45-49
• 6.3.1 VTEC 分布图45-47
• 6.3.2 模型精度验证47-49
• 6.4 2012.04.24 地基 GPS 中国区域电离层延迟建模结果分析49-53
• 6.4.1 VTEC 分布图49-51
• 6.4.2 模型精度验证51-53
• 6.5 本章小结53-54
• 7 总结与展望54-56
• 7.1 本文的主要工作54
• 7.2 存在的问题以及展望54-56
• 致谢56-57
• 参考文献57-59

【参考文献】

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本文编号：382603