两种电离层延迟改正方法的对比研究_韩雪峰

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------两种电离层延迟改正方法的对比研究_韩雪峰第32卷第5期2012年9月海洋测绘HYDROGRAPHICSURVEYINGANDCHARTINGVol.32，No.5Sep．，2012DOI：10．3969/j．issn．1671-3044．2012．05．003两种电离层延迟改正方法的对比研究!1，2212韩雪峰，李建文，刘

2、雪瑞，晏新村（1.61365部队，天津300403；2.解放军信息工程大学测绘学院，河南郑州450052）摘要：从模型改正法和双频改正法两个方面阐述了目前对于在GPS数据处理中关于电离层延迟改正的两种思路，主要整理了Klobuchar模型的解算步骤，给出了双频改正的具体方法。并结合实测数据，分别用这两种方法然后与不用任何方法改正的解算结果进行比较，通过对比这两种方法对电离层延迟的改对电离层延迟进行改正，正效果，得出有益的结论。关键词：Klobuchar；双频改正；电离层延迟；GPS；单点定位中图分类号：P228

3、．4文献标志码：A3044（2012）05-0007-04文章编号：1671-——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------1引言22.1模型改正法和双频改正法Klobuchar模型法改正电离层能反射、折射、散射、吸收无线电信号，导致无线信号穿过时产生延迟以及相位和振幅的不规则变化。在卫星导航

4、定位过程中，电离层的影响主要表现为对卫星载波和伪距信号产生的附加时延效应。这种效应最大时可产生几十米的测距误差，严重削弱了卫星导航系统的精度和准确度，是卫星导［1］航定位系统的主要误差源之一。电离层延迟的改正方法主要分为差分改正法、电离层模型改正法及双频改正法。差分改正法往往需要已知精确坐标的参考站作辅助，对测站间的距离也有所要求，虽改但相比电离层模型改正法和双频改正正效果较好，法，其适用范围受限。目前，常见的电离层模型有Bent模型、IRI模型、Klobuchar模型、ICED模型和FAIM模型等［2］。其中

5、Klobuchar模型仅用8个参数就直观简洁地反映了电离层的周日变化，因而成为GPS等卫星导航系统广播星历中普遍使用的电［3］离层延迟改正模型。双频改正法根据不同载波信号穿越电离层时产生的不同延迟量，利用当前历元的双频观测量对电离层延迟进行改正，取得了较好的效果，亦得到了广泛的应用。Klobuchar模型是一种对电离层延迟进事实上，行预报的方法，——————————————————————————————————————----------------------------------------------

6、--------------------------------------------------而双频改正法本质上是一种对电离层延迟进行实测的方法，两种方法都可以为用户提供实时的电离层延迟改正值，但改正值的不同对用户定位精度的影响当然也不同，这正是本文研究的主要方面。该模型适用于中纬度地区，反映的是电离层周日变化规律。该模型的建立及有关分析可查阅文献［3］～［6］，这里给出具体的解算步骤（以下角度如无特别说明均以半周为其单位）。（1）计算电离层穿刺点与用户站之间的地心夹角0.0137－0.022θ+0.11

7、式中，θ为用户观测目标的高度角。Ψ=（1）（2）计算电离层穿刺点对地纬度（2）ΦI=Φu+ΨcosA若ΦI＞0.416，则ΦI=0.416；若ΦI＜－0.416，则ΦI=－0.416。Φu为用户站的纬度；A为用户站相对目标的方位角。（3）计算电离层穿刺点对地经度（西经为负）ΨsinA（3）λI=λu+——————————————————————————————————————---------------------------------------------------------------------

8、---------------------------cosΦI式中，λu为用户站的经度。（4）计算电离层穿刺点地磁纬度Φm=ΦI+0.064cos（λI－1.617）（5）计算电离层穿刺点的本地时间t=4.32×104λI+GPST（4）（5）GPST为接收机的观测时间（可不考虑钟差）。式中，若t≥86400，则t=t－86400；若t＜0，则t=t+86400。（6）计算倾斜因子2