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《几种对流层延迟改正模型的分析与比较》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、16测绘通报2009年第7期文章编号:049420911(2009)0720016203中图分类号:P228.4文献标识码:B几种对流层延迟改正模型的分析与比较1,21,21,21,2李昭,邱卫宁,邱蕾,花向红(1.武汉大学测绘学院,湖北武汉430079;2.武汉大学灾害监测与防治研究中心,湖北武汉430079)SomeTroposphericDelayCorrectionModels:AnalysisandComparisonLIZhao,QIUWeining,QIULei,HUAXianghong摘要:在高精度GPS变形监测数据处理中,GPS信号在对流层传播中的延迟是影响其精度的主要误差
2、源之一,需设法对其进行改++正。最常用的方法是使用模型改正,利用VisualC语言,实现三种对流层改正模型,即:SimplifiedHopfield模型,Saastamoinen模型,ModifiedHopfield模型。通过实例对它们的改正效果进行定量分析与比较,得出一些有益的结论。关键词:对流层延迟;简化Hopfield模型;改进Hopfield模型;Saastamoinen模型;Niell投影函数益的结论。一、引言二、常见的对流层延迟改正模型对流层是高度约为40km以下的大气层。对流层延迟一般泛指非电离大气对电磁波信号的折射。1.SimplifiedHopfield模型研究表明,对于工
3、作频率在15GHz以内的微波而SimplifiedHopfield模型是根据对全球高空气象言,对流层将使该种信号的传播路径比几何路径探测资料的分析得出的,采用以下经验公式计算:长,所导致的传播路径弯曲较小,可忽略不计。对ΔS=ΔSd+ΔSw=流层导致的GPS信号传播路径增长的距离即为对KdKw+(1)21/221/2流层延迟量,天顶方向的对流层延迟约为2.3m;而sin(E+6.25)sin(E+2.25)卫星高度角为10°时,对流层延迟将增加至13m左P-7s[1]式中,ΔSd=155.2×10(hd-hs);Kw=155.2×右。对流层延迟主要影响基线高差的精度。Ts目前,很多学者在GP
4、S数据处理过程中都使用-7481010·2es(hw-hs);hd=40136+148.72(T-模型进行对流层延迟改正,然而并没有深入研究根T据各种模型计算出来的随高度角变化的对流层延273.16);hw=11000;温度均采用绝对温度,以K迟量的具体数值及各种模型之间的差异,使得人们为单位;气压P和水汽压e均以mbar为单位;高度[2]对对流层影响的认识仅停留在表面,只有定性的了角E以度为单位;ΔS,ΔSd,ΔSw均以m为单位。解,并没有定量地真正了解其对GPS测量数据会产2.Saastamoinen模型生多大程度的影响。除此之外,各种模型的实际改Saastamoinen模型将干大气分成
5、两层积分:地正效果究竟有何区别,在实际数据处理过程中如何表到11～12km高度的对流层,对流层顶以上50km选取不同的模型,也需要有一个明确的答案。的平流层这两层的水汽压基于回归线的气压廓线使用模型进行对流层延迟改正时,常见的代表对折射指数的湿项积分的计算公式为模型是Hopfield模型和Saastamoinen模型。本文在ΔZz,dry=0.002277P++分析这两种模型原理的基础上,采用VisualC语12552(2)ΔZz,wet=0.002277+0.05e-Btanz言实现了三种对流层改正模型,即:简化Hopfield模T型,Saastamoinen模型及改进Hopfield模型
6、。其中,ΔDtrop=ΔDz,drymdry(E)+ΔDz,wetmwet(E)(3)对于Saastamoinen模型,使用与气象元素无关的其中,z代表卫星天顶距;T,P,e分别为大气温度、Niell投影函数。通过实际数据定量分析了这三种大气压力和水汽压;选择适当的映射函数后,由[3]模型的单站对流层延迟改正效果,并得出了一些有式(3)就可以得到传播路径上的折射改正值。收稿日期:2008211214基金项目:地球空间环境与大地测量教育部重点实验室开放研究基金资助项目(06211)作者简介:李昭(19832),女,湖北荆门人,博士生,研究方向为GPS数据处理。2009年第7期李昭,等:几种对流
7、层延迟改正模型的分析与比较173.ModifiedHopfield模型表1不同高度角、不同模型求得的对流层延迟量m改进的Hopfield模型直接给出在传播路径上干分量和湿分量折射改正量[4]:延迟量高度角ΔDtrop=ΔDdry+ΔDwet(4)ModifiedHopfieldSaastamoinenSimplifiedHopfield令i=dry,wet,则干湿分量用下式表示:1111.730911.516
