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《利用GPS计算TEC的方法及其对电离层扰动的观测_张东和》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第卷第期地球物理学报,年月」,一一一【文章编号中图分类号】利用计算的方法及其对电离层扰动的观测张东和萧佐北京大学地球物理系,北京摘要在总结用研究电离层电子总量的数据处理方法基础上,分析了利用伪距观测量和载波相位观测量计算电离层的特点及误差来源在处理过程中考虑了卫星的硬件延迟偏差,分析了应用模型进行接收机硬件延迟偏差修正的可能性,发现利用少量数据和模型修正接收机硬件延迟偏差有一定的困难最后,利用一些观测数据有针对性地研究了电离层对若干次扰动事件的响应包括一次大的太阳耀斑期间的电离层变化、一次较典型的电离
2、层行扰以及日食期间的电离层的相对变化等电离层物理问题结果表明,利用该方法计算的精度可满足电离层扰动现象的研究关键词】伪距,全球定位系统,总电子含量,电离层行扰引言利用全球定位系统的双频观测量可以确定两个频率的信号在电离层介质,中传播的总时延量之差在一级近似条件下由这一时延差可以得到整个射线路径上电离层的总电子含量国内外利用此方法已对电离层进行了广泛的研究,这些研究包括利用观测量进行局域变化研究如赤道、中高纬地区的电离层特性及电离层扰动,利用全球范围内几十个接收机研究磁暴期间的变化,利用全球范围内的观测
3、站数据研究全球范围内的分布及其变化过程利用掩星方法甚至可以研,,究电离层电子密度随高度的分布总的来说在电离层研究方面可以利用研究的全球分布,电离层的周日、季节、年变化形态特点,各种异常电离层现象如行扰、耀斑、日食,以及电离层不均匀结构引起的信号闪烁等方面的问题双频载波接收机可以提供两个信号的卫星到接收机之间的伪距观测量、载波相位观测量及卫星轨道参数利用伪距观测量可得到电离层绝对,而利用载波相位观测量只能得到变化的相对值由于多径效应,伪距观测量的信噪比较小,由此计算的的随机误差较大利用载波相位计算的要比
4、利用伪距观测量得到的一,一收稿收到一收到修订稿日期】刁基金项目国家自然科学基金项目,作者简介】张东和,男,年生,年毕业于北京大学地球物理系获硕士学位,现为北京大学地球物理系博士研究生,主要从事及电离层扰动方面的研究地球物理学报卷,的相对精度高得多实验表明由伪距观测量得到的的标准偏差在高仰角时可达到’““,而有一些电离层现象,如电离层行扰、太阳耀斑等引起的变化的量“以,级一般在下所以利用伪距观测量的结果在分析具体问题时有一定的局限性,多年研究表明利用伪距及载波相位联合的处理方法可以得到足够精度的绝对结果
5、本文针对当前绝大部份接收机的工作情况综合出一种常规的资料处理方法,实例表明这种处理方法的精度能够保证电离层扰动研究的要求数据处理方法伪距方法计算利用伪距计算的公式为裱司,诸为由两信号的伪距观测量得到群时延差,单位为,当考虑卫星硬件延迟偏差时,这一项还应包括卫星的硬件延迟偏差图为考虑了卫星硬件延迟偏差情况下的一次卫星过顶弧的结果我们应用的接收机虽然是尸码接收机,但从年初以后,美国从自身安全考虑对卫星施加了一技术,将尸码变为码,除了特许用户,美方不提供接收码的技术,这大大降低了信号的信噪比,同时使我们的接
6、收机只能在无码方式下工作与年以前的结果比较起来,由伪距观测量计算的,的起伏误差明显增大,〕从图中可以看到由伪距得到的的随机起伏很大,而且越是低仰角起伏越大,这是无码接收时的信号噪声较大以及低仰角时较强的多径,效应引起的与电离层本身的变化无关载波相位计算利用载波相位计算的公式为报可,了,单位为因技术及多径效应对为由两载波相位观测量计算的时延差载波,相位的影响较小利用载波相位可以得到相对精度较高的结果从结果来看,由载波相位得到的的相对精度约在百分之几’但是,因不能确定信号的整周模糊度,利用载波相位不可能得
7、到的绝对值,在一次过顶弧内只可得到射线路径上相对结果由于载波相位的信噪比很大,的相对精度非常,,,、高在不考虑绝对值的情况下利用此结果可研究各种电离层扰动现象如电离,层对耀斑的响应等问题图为由载波相位得到的的相对变化曲线由图可见其起伏要比伪距观测量得到的、得多,但两图的变化趋势基本一致值得指出的是,在利用载波相位计算时,由于卫星和接收机状态或环境的突变,观测数据有时会,,出现周跳这与电离层状态没有直接关系在计算时应消除周跳的影响伪距与载波相位联合求解由以上结果可见,由载波相位观测量得到的的相对精度很高
8、,但只能反映的,,相对变化情况由伪距观测量得到的的相对精度很差但结果为绝对而两者的时间变化趋势又非常一致通过将载波相位得到的花加上一常数,可以得到高精度期张东和等利用计算的方法及其对电离层扰动的观测的绝对结果在不考虑伪距噪声随卫星仰角变化的前提下,在一次卫星连续过顶弧内,为各观测点的伪距观测量与载波相位观测量之差的算术平均值,即由下式给出风一一、,郭丫其中为一次卫星过顶的有效采样次数而各点的绝对由下式给出兀·可在观测过程中,接收信号的噪声是与卫星的仰角、
