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1.
利用球冠谐分析方法和GPS数据建立中国区域电离层TEC模型 总被引：1，自引：0，他引：1
利用GPS实测资料建立了中国区域电离层TEC球冠谐分析模型(spherical cap harmonic analysis,SCHA),评估了该模型的精度和有效性.结果表明,该模型有较高的拟合精度,其拟合残差约为±3 TECU,且精度在时间和空间上分布较均匀.根据IGS分析中心发布的IONEX全球电离层数据(GIM),内插得到了区域内相应时段的平均电离层电子含量,并利用它对CSHA模型的零阶项系数C0.0所表示的区域平均电离层电子含量进行了检核.结果表明,二者具有较高的一致性和相关性,其谱特征相关系数为0.993.由于SCHA模型较GIM模型利用了更多本区域的GPS观测数据,因此其拟舍精度更高,拟合结果与实测数据更一致.时SCHA模型参数的时间序列进行谱分析,结果表明,该模型的模型系数较好地描述了区域电离层TEC的周期性变化特征. 相似文献
2.
为提高区域电离层模型和导航定位服务的精度,利用河北省连续运行参考站系统（CORS） 6个基准站的GPS卫星观测数据进行区域电离层建模和接收机差分码偏差（DCB）估计,并引入中国科学院（CAS）发布的电离层产品内插得到的垂直总电子含量（VTEC）进行区域电离层模型精度验证。实验结果表明,估计的单日GPS卫星DCB与产品值精度相当,偏差控制在0.5 ns以内;河北省CORS站GPS系统接收机DCB稳定性较好,5 d的标准偏差均小于0.1 ns;利用河北省CORS建立的区域电离层TEC在地磁平静期与磁暴期均与CAS产品值具有较高的一致性,TEC偏差控制在2 TECU以内。河北省区域电离层模型能有效监测电离层TEC在不同地磁状态下的时空变化,提高区域导航定位服务水平。 相似文献
3.
《武汉大学学报(信息科学版)》2020,(5)
卫星导航定位中,电离层延迟是影响用户实时定位精度的重要因素之一。利用全球电离层格网(global ionosphere maps,GIM)提供电离层延迟改正是较为常用的方法,而GIM格网的精度受限于地面GNSS(global navigation satellite system)跟踪站的分布密度。利用区域内少量或1个GNSS跟踪站建立实时区域电离层总电子含量(total electron content,TEC)模型,生成高精度的实时区域电离层格网,为用户提供区域电离层延迟改正显得尤为重要。基于CODE(Center for Orbit Determination in Europe)分析中心2016—2018年995 d的GIM格网数据,分析了相邻格网点TEC的变化范围以及不同时间间隔同一格网点TEC的变化范围。结果表明,GIM在经度方向上分辨率为5°变化的均值范围为0.2～1.0 TECU,在纬度方向上分辨率为2.5°变化的均值范围为0.4～1.4 TECU,在经度和纬度分辨率均小于1°时,电离层TEC的变化小于1.0 TECU;1 h内同一格网点电离层TEC的变化均值约为1.28 TECU,30 min内同一格网点电离层TEC的变化小于1.0 TECU。该研究为小范围内(半径小于100 km)实时区域电离层TEC模型的建立及电离层格网的时间适用范围提供了有效的数据支撑和理论验证,同时对区域电离层TEC时空变化的研究、电离层TEC预报、电离层异常监测和磁暴监测等具有一定的参考意义。 相似文献
4.
《武汉大学学报(信息科学版)》2016,(6)
为了对区域电离层延迟进行实时模型化,利用中国区域GPS实测资料,基于球冠谐函数模型、低阶球谐函数模型、多项式模型和Kriging内插方法,构建了电离层延迟模型。重点讨论了电离层垂直总电子含量(vertical total electron content,VTEC)的空间变异性、相关性的统计计算和Kriging内插估计方法,实现了中国区域VTEC格网实时建模。验证结果表明,高纬度地区VTEC拟合精度优于低纬度地区,Kriging内插估计和多项式模型结果的拟合内符合精度明显优于球冠谐函数模型和低阶球谐函数模型。但多项式拟合的格网,其方差则存在明显的边际效应,拟合区域中央精度较高,区域边缘地带精度明显下降;Kriging算法估计的格网点VTEC方差更符合实际情况,穿刺点多的地方,格网点精度较高。 相似文献
5.
针对电离层延迟误差目前是GNSS导航定位精度最重要误差源的现状,通过GNSS参考站或跟踪站实测数据计算电子总含量值,建立区域电离层模型,监测区域电离层变化,进而找到削弱或消除电离层延迟误差影响方法。利用曲面拟合实现建模,在模型的建立过程中通过对不同的模型阶数进行设置,对比不同情况下的模型精度,从而确定特定区域内最佳数据采样间隔及阶数设置,并在最佳阶数设置情况下,比较了预报不同时段的精度,进而对延迟量预报问题进行探讨,得出一些有益结论。可以通过该模型单独解算流动站站点的实时电离层延迟信息,这对多基站CORS的站间距离选择和单基站CORS基准站和流动站之间距离设计,尤其对提高单频接收机以及GIS产品用户的定位精度和差分模型的覆盖范围都具有实际参考意义。 相似文献
6.
针对如何选取合适的区域电离层模型阶数的问题，该文研究了不同活跃状态下香港区域电离层模型的精度，提供了电离层平静期、活跃期、异常期区域电离层球谐函数建模的最佳阶数。利用低纬度香港CORS网数据，建立区域电离层模型，通过对比欧洲定轨中心(CODE)电离层产品验证了区域电离层模型最佳阶数的建模精度。在约110 km区域范围内，研究结果表明：(1)电离层平静期，1～5阶球谐模型垂直电子总含量(VTEC)建模效果相当，相对于CODE产品VTEC偏差的均值为2.286～3.300 TECU;(2)电离层活跃期和异常期，2阶模型VTEC建模精度最高，相对于CODE产品VTEC偏差的均值分别为4.121、4.546 TECU;(3)随着球谐模型阶数增加，2阶以上球谐模型电离层拟合精度无显著提升；(4)随着电离层活跃更加剧烈，球谐模型拟合残差逐渐增大，拟合效果和建模精度出现下降。 相似文献
7.
北斗卫星信号实时单站电离层估计算法及性能分析 总被引：1，自引：0，他引：1
在研究已有实时电离层估计方法的基础上,提出了顾及硬件延迟偏差的实时单站电离层总电子含量估计方法。利用该方法对位于湖北省内的8个测站GPS和北斗实测数据进行模拟实时的处理,将估计结果与全球电离层格网模型进行对比分析,GPS和北斗的估计结果其量值及变化趋势与全球电离层格网模型插值结果都较为一致,其中GPS的误差保持在4TECU(1TECU=1016 m-2)之内,北斗的误差保持在5TECU之内。实验表明,该方法可以很好地实现实时单站电离层估计,独立利用北斗卫星导航系统信号可以实现电离层活动监测。 相似文献
8.
9.
《测绘科学》2020,(1):48-53
针对电离层延迟改正对单频接收机用户带来误差较大的问题,该文基于球谐函数借助山东区域CORS双频观测数据建立山东区域电离层模型,并对硬件延迟偏差(DCB)和电子含量进行可靠性、稳定性分析,进一步使用单频精密单点定位(PPP)验证山东区域电离层模型的有效性。实验结果表明:测站DCB解算精度稳定在0.4ns内,解算卫星DCB与欧洲定轨中心(CODE)的偏差总体稳定在0.5ns内,区域电离层模型与CODE解算VTEC差值的均方根为1.22TECU,STD为0.93TECU,对山东区域单频PPP而言,山东区域电离层模型比CODE发布全球电离层模型在N、E、U方向精度明显提高。同时,建立的山东区域电离层模型从时间分辨率、空间分辨率上均优于CODE中心发布全球电离层模型。 相似文献
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为了验证传统的内插模型能否满足远距离下连续运行参考站系统(CORS)的双差电离层延迟精度的需求.通过构建电离层双差观测方程,以线性内插模型(LIM)和距离相关线性内插模型(DIM)为研究对象,以虚拟参考站技术(VRS)为代表,将解算得到的监测站双差电离层延迟与通过LIM和DIM内插算法得到的监测站双差电离层延迟进行对比,分析这两种模型在远距离CORS网下的双差电离层延迟内插效果.实验结果表明,在远距离CORS网监测站条件下,LIM模型的内插精度高于DIM模型内插精度. 相似文献
12.
An approach to modeling the regional ionospheric total electron content (TEC) based on spherical cap harmonic analysis is
presented. This approach not only provides a better regional TEC mapping accuracy, but also the capability for ionospheric
model prediction based on spectrum analysis and least squares collocation. Unlike conventional approaches, which predict the
immediate TEC with models using current observations, the spherical cap harmonic approach utilizes models using past observations
to predict a model which will provide future TEC values. A significant advantage in comparison with conventional approaches
is that the spherical cap harmonic approach can be used to predict the long-term TEC with reasonable accuracy. This study
processes a set of GPS data with an observation time span of 1 year from two GPS networks in China. The TEC mapping accuracy
of the spherical cap harmonic model is compared with the polynomial model and the global ionosphere model from IGS. The results
show that the spherical cap harmonic model has a better TEC mapping accuracy with smoother residual distributions in both
temporal and spatial domains. The TEC prediction with the spherical cap harmonic model has been investigated for both short-
and long-term intervals. For the short-term interval, the prediction accuracies for the latencies of 1-day, 2-days, and 3-days
are 2.5 TECU, 3.5 TECU, and 4.5 TECU, respectively. For the long-term interval, the prediction accuracy is 4.5 TECU for a
2-month latency. 相似文献
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The ionosphere can be modeled and studied using multi-frequency GNSS signals and their geometry-free linear combination. Therefore, a number of GNSS-derived ionospheric models have been developed and applied in a broad range of applications. However, due to the complexity of estimating the carrier phase ambiguities, most of these models are based on low-accuracy carrier phase smoothed pseudorange data. This, in turn, critically limits their accuracy and applicability. Therefore, we present a new methodology of estimating the phase bias of the scaled L1 and L2 carrier phase difference which is a function of the ambiguities, the ionospheric delay, and hardware delays. This methodology is suitable for ionospheric modeling at regional and continental scales. In addition, we present its evaluation under varying ionospheric conditions. The test results show that the carrier phase bias of geometry-free linear combination can be estimated with a very high accuracy, which consequently allows for calculating ionospheric TEC with the uncertainty lower than 1.0 TECU. This high accuracy makes the resulting ionosphere model suitable for improving GNSS positioning for high-precision applications in geosciences. 相似文献
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利用中国区域电离层数据拟合 Klobuchar参数 总被引：3，自引：0，他引：3
对于单频G PS用户而言,电离层延迟是最重要的误差来源之一。G PS系统使用Klobuchar模型对电离层延迟进行改正,其改正数从根据经验模型和历史数据得到的370组常数选取。在缺少全球观测数据的情况下,仅利用中国区域观测数据拟合电离层模型参数,存在区域外精度下降,参数超限等问题。针对这些问题,提出了利用经验模型外推进行参数拟合的方法。相比广播Klobuchar参数,在太阳活动高峰年RMS误差减小接近7 TECU ,正常年减小1.5 T EC U ,平静年精度也略有提升。2001年至2012年的拟合参数不存在参数超限现象,且量化后或者使用预报的电离层数据进行拟合,精度下降很小,可以用于预报全球电离层模型参数。 相似文献
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Single layer ionosphere models are frequently used for ionospheric modeling and estimation using GPS measurements from a network of GPS reference stations. However, the accuracies of single layer models are inherently constrained by the assumption that the ionospheric electrons are concentrated in a thin shell located at an altitude of about 350 km above Earths surface. This assumption is only an approximation to the physical truth because the electrons are distributed in the entire ionosphere region approximately from 50 to 1,000 km. To provide instantaneous ionospheric corrections for the real-time GPS positioning applications, the ionospheric corrections need to be predicted in advance to eliminate the latency caused by the correction computation. This paper will investigate ionospheric total electron content (TEC) predictions using a multiple-layer tomographic method for ionospheric modeling over a local area GPS reference network. The data analysis focuses on the accuracy evaluation of short-term (5 min in this study) TEC predictions. The results have indicated that the obtainable TEC prediction accuracy is at a level of about 2.8 TECU in the zenith direction and 95% of the total electron content can be recovered using the proposed tomography-based ionosphere model. 相似文献
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Ionospheric delay is a dominant error source in Global Navigation Satellite System (GNSS). Single-frequency GNSS applications require ionospheric correction of signal delay caused by the charged particles in the earth’s ionosphere. The Chinese Beidou system is developing its own ionospheric model for single-frequency users. The number of single-frequency GNSS users and applications is expected to grow fast in the next years in China. Thus, developing an appropriate ionospheric model is crucially important for the Chinese Beidou system and worldwide single-frequency Beidou users. We study the performance of five globally accessible ionospheric models Global Ionospheric Map (GIM), International Reference Ionosphere (IRI), Parameterized Ionospheric Model (PIM), Klobuchar and NeQuick in low- and mid-latitude regions of China under mid-solar activity condition. Generally, all ionospheric models can reproduce the trend of diurnal ionosphere variations. It is found that all the models have better performances in mid-latitude than in low-latitude regions. When all the models are compared to the observed total electron content (TEC) data derived from GIM model, the IRI model (2012 version) has the best agreement with GIM model and the NeQuick has the poorest agreement. The RMS errors of the IRI model using the GIM TEC as reference truth are about 3.0–10.0 TECU in low-latitude regions and 3.0–8.0 TECU in mid-latitude regions, as observed during a period of 1 year with medium level of solar activity. When all the ionospheric models are ingested into single-frequency precise point positioning (PPP) to correct the ionospheric delays in GPS observations, the PIM model performs the best in both low and mid-latitudes in China. In mid-latitude, the daily single-frequency PPP accuracy using PIM model is ~10 cm in horizontal and ~20 cm in up direction. At low-latitude regions, the PPP error using PIM model is 10–20 cm in north, 30–40 cm in east and ~60 cm in up component. The single-frequency PPP solutions indicate that NeQuick model has the lowest accuracy among all the models in both low- and mid-latitude regions of China. This study suggests that the PIM model may be considered for single-frequency GNSS users in China to achieve a good positioning accuracy in both low- and mid-latitude regions. 相似文献
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反距离加权（inverse distance weighting，IDW）是一种简单实用的插值方法。以全球电离层格网（global ionospheric map，GIM）产品为样本，考虑电离层总电子含量（total electron content，TEC）经纬度方向异性，引入经纬度方向异性调节因子，设计了包含等权在内的6种电离层距离计算方案，分析表明，电离层TEC与经度方向相关性高于纬度方向，不同电离层距离计算方案均能有效提高IDW插值精度。采用最优方案IDW插值分析长期插值精度，结果表明，电离层活动剧烈区域（南北纬度20°）连续12 a“两分两至”日前后全球电离层格网（global ionospheric map，GIM）产品插值，最优方案比普通IDW插值精度提升约25%；2014年太阳活动高年“两分两至”日GIM产品插值，地方时14 h后3~5 h电离层活动剧烈时，最优方案插值精度提升明显，插值均方根误差（root mean square，RMS）最大不超过4.0 TECU。 相似文献
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根据中国地形分布难以建立格网模型的特点,为了解决我国区域电离层精确改正的问题,提出了广域电离层改正三角分区的方法。选择中国地震电离层监测实验网中纬度地区的5个监测站,建立覆盖我国中纬度整个网络服务区域的三角分区电离层模型,并利用8个基准站的数据对该方法的修正精度进行评估,结果表明,对于三角分区内部区域,该方法可以修正到90%左右;对于三角分区外部几百公里以内的区域该方法也能达到80%以上的修正精度,同时利用原始GNSS数据对美国、加拿大等4个IGS跟踪站进行补充实验也验证了该方法的可行性,在保证模型精度的同时较格网法更加简单、有效,对广域电离层延迟误差的修正具有重要的参考价值。 相似文献