广播电离层模型性能评估及影响因素分析

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1、分类号:P2210710-2015126030硕士学位论文广播电离层模型性能评估及影响因素分析彭腾导师姓名职称贾小林研究员申请学位级别硕士学科专业名称大地测量学与测量工程论文提交日期2018年4月23日论文答辩日期2018年6月5日学位授予单位长安大学PerformanceevaluationandinfluencefactorsanalysisofbroadcastionosphericmodelAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：PengTengSupervis

2、or：Prof.JiaXiaolinChang’anUniversity,Xi’an,China摘要对于单频用户而言，电离层模型是削弱电离层延迟的主要方法。目前，各导航系统采用的电离层改正模型和播发参数各异，在同一基准下评估模型的改正效果十分必要。为了及时、准确的评估模型的改正效果需要选取精度较高的参考基准。相关文献指出采用CODE的格网产品作为基准会在部分区域存在一定的系统偏差。基于此，为了保证评估的可靠性，本文选用统一高精度的参考值作为基准，即采用测站的实测数据精确提取得到的测站穿刺点处的VTEC信息作为参考基准，进

3、行了GNSS广播电离层模型精度的评估。针对模型的改正效果受数据质量异常、电离层磁暴等因素而出现异常的情况。本文展开了观测数据异常、电离层磁暴对模型精度影响大小的工作。本文的主要内容概括如下：1.本文首先介绍了电离层中常用的几种投影函数，基准VTEC信息的提取方法，并详细阐述了GPSK8、BDSK8、BDSK14、BDSSH、NeQuick2五种广播电离层模型的用户算法。2.针对URUM测站2017年11月接收机端DCB信息出现跳变的情况，本文分析了DCB信息突变对参考基准的影响。其结果表明，在DCB突变期间，由天DCB信

4、息提取的参考信息和月均值提取的参考信息差异在10个TECU以上。为了获取更为精确的参考基准，在卫星端和接收机端DCB信息的处理上采用天值信息替代月均值信息。3.以天值信息获取的穿刺点处的VTEC信息作为参考，评估了五种广播电离层模型在2017年的修正效果。其结果显示：在区域模型的比较中，BDSK14模型的改正效果要好于BDSK8模型；在全球模型的比对中，在大多数区域内，BDSSH模型要优于GPSK8模型和NeQuick2模型。4.针对MTKA测站在2017年139-141天出现数据质量异常的情况，本文展开了数据质量异常对

5、模型评估结果影响的工作，其结果表明：数据质量异常对模型改正率的影响超过20%，对均方根误差RMS的影响在10-20TECU，对定位精度的影响在5m以上。5.本文以2017年4月4日的小磁暴和9月8日的大磁暴为例，分析了磁暴期间电离层TEC扰动量的变化以及磁暴对模型改正效果的影响，为指导实际应用中电离层模型可用性的评估提供了有力保障。其结果表明，在TEC扰动量上，小磁暴对电离层TEC的扰动幅度在2-18个TECU；大磁暴对电离层TEC的扰动幅度在10-40TECU。对I模型改正效果的影响上，小磁暴对GPSK8模型的影响最大

6、，NeQuick2次之，BDSSH模型的影响最小。大磁暴对模型的影响程度由低到高依次为BDSSH、NeQuick2、BDSK14、BDSK8、GPSK8。说明在磁暴的适应性上，BDSSH模型要略好于其它模型。关键字：电离层延迟改正模型，数据质量异常，单点定位，电离层磁暴，硬件延迟，电离层TEC，载波相位平滑伪距IIAbstractForsingle-frequencyusers,ionosphericmodelisthemainmethodtoweakentheionospheredelay.Atpresent,thei

7、onosphericcorrectionmodelsandbroadcastparametersusedineachnavigationsystemvary,itisnecessarytoevaluatethecorrectioneffectofthemodelunderthesamebenchmark.Inordertoevaluatethecorrectnessofthemodelinatimelyandaccuratemanner,itisnecessarytoselectareferencewithahighac

8、curacy.TherelatedliteraturepointsoutthatusingCODEGRIDproductsasabenchmarkwillhavecertainsystemdeviationsinsomeregions.Inordertoensurethereliabilityoftheassessm