GNSS广播电离层模型在极区改正效果分析.doc

《GNSS广播电离层模型在极区改正效果分析.doc》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、GNSS广播电离层模型在极区的改正效果分析摘要电离层时延为GPS测量中最棘手、最严重的误差源，而极区结构复杂波动较大，电离层延迟极大影响了GPS测量精度，故在极区选取一个简单有效的电离层模型极为重要。本文将GPS及BDS采用的不同的Klobuchar模型以及Nequick模型计算的极区总电子含量，以欧洲定轨中心提供的GIM模型电离层产品作为参考标准，研究三种广播电离层模型在北极地区的中误差和模型改正率。选取了2009年到2013年共计5年的时间数据进行分析。结果表明，纬度57.5°以上地区电离层改正GPS系统采用的Klobu

2、char模型基本不适用，但改正效果依然优于BDS。而Nequick模型改正效果弱于中低纬度，改正率整体在40％左右。关键词Klobuchar模型；Nequick模型；GIM模型；总电子含量；极区ANALYSISOFTHEGNSSRADIOIONOSPHERICMODELCORRECTIONINPOLARAREAAbatractThetimedelayinionosphereisthemostdominanterrorsourceinGlobalNavigationSatelliteSystem.Theionospherein

3、polarareaischangeable,whichgreatlydamageprecisionofGPS.It’simportanttofindaanappropriatebroadcastionosphericmodel.ComparedtotheobservedVTECdataderivedfromGIMmodel,wecomparestheeffectsofthesetwocorrectionmodels（twokindsofKlobucharmodeladoptedbyGPS/BDSandNequickmodel

4、）ontheionosphericdelayofpositioningaccuracy.Wecandrawapositiveconclusionthatinthearea at latitudemorethan57.5°,KlobucharmodeladoptedbyGPShave a negative effectin most cases,butbetterthanBDS.Nequickmodelperformsworsethanmiddleandlowlatitudes,itscorrectioneffectismos

5、tlyabout40%.Keywords:Klobucharmodel;Nequickmodel;GIMmodel;TEC;polar电离层延迟是GPS测量中最棘手、最严重的误差源，双频用户可以通过电离层组合削弱电离层一阶项影响，而对于单频用户而言，只有采取相对简单有效的电离层经验模型，才能削弱电离层延迟影响，满足定位要求[1]。GPS/Galileo两大卫星导航定位系统，分别采用的是Klobuchar模型（简称GPSK8模型）和Nequick模型作为其单频用户使用的电离层经验模型。近年来我国正在发展自己的北斗卫星导航系统（

6、BDS），建立这样一个电离层模型尤为重要，目前BDS采用的是改进的Klobuchar模型（简称BDSK8模型）。由于电离层模型原理不同，不同的电离层模型的表现有所不同，国内外已经进行了大量的研究评估不同的电离层模型[2,3]。如国内的武汉大学、中国科学院测量与地球物理研究所、上海天文台等，国际上有CODE、JPL、NRCan、UPC等。两极地区电离层延迟相对中低纬度较小，但结构复杂波动较大，磁暴期间极区电离层电子密度显著增加且剧烈波动[4]，伴随发生强烈的电离层闪烁现象，极大影响了GPS测量精度，但这也为GPS电离层研究提供

7、了新途径，例如基于由GPS双频观测值计算求得的TEC，进而可以定量估计许多重要的电离层效应[5]。然而，在过去的几年内，国内很少有模型对极区进行评估，原因是以往南北极人类活动少，两极地区研究实用性较小。而近年来，极区的科研、资源、旅游、经济、军事等活动日益频繁，两级地区研究的重要性日益突出。由于Klobuchar模型和Nequick模型已经对单频用户开放且被广泛采用，故本文选取Klobuchar模型以及Nequick模型进行对比分析。1模型介绍及评估方法1.1Klobuchar模型Klobuchar模型1987年由Klobu

8、char提出，由Bent模型简化而来，被广泛认为是一种计算方便、实用可靠的电离层时延改正的有效算法。Klobuchar模型原理为，将电离层整个压缩为一个高度为350Km的单层，所有电子集中在该层上将夜间电离层延迟视为常数5ns，将白天电离层时延看为余弦函数中的正部分，计算值为天顶方向上的V