基于單站地基GNSS的電波折射參數(shù)估計.pdf

1、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)不僅成功應(yīng)用于測距、授時和導(dǎo)航等傳統(tǒng)領(lǐng)域，而且在環(huán)境監(jiān)測、大地測量、天文、氣象等領(lǐng)域也得到廣泛的應(yīng)用。單站地基GNSS對電波折射參數(shù)的估計，由于操作簡單、成本低、可移動性強(qiáng)以及精度高等優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)前國際研究的熱點(diǎn)。本文以GNSS單點(diǎn)定位方法為出發(fā)點(diǎn)，圍繞電波折射參數(shù)的高精度實(shí)時估計、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和應(yīng)用開展了相關(guān)研究。其主要研究成果如下：
　　 第一、分析了單點(diǎn)定位的主要誤差源和修正方法，主要包括衛(wèi)星誤差

2、、接收機(jī)誤差以及空間傳播誤差等。討論了傳統(tǒng)隨機(jī)模型的特點(diǎn)，提出了基于新權(quán)矩陣的隨機(jī)模型，并對比分析了上述兩類模型的對流層天頂延遲估計結(jié)果。
　　 第二、討論了對流層天項(xiàng)延遲的傳統(tǒng)的Hopfield模型、Saastamoinen模型和MOPS模型以及探空方法在測量天頂延遲方面存在的局限性。在精密單點(diǎn)定位方法的基礎(chǔ)之上，利用提出的隨機(jī)模型，實(shí)現(xiàn)了單站地基GNSS對流層天頂延遲的估計。獲得單站地基GPS與探空觀測結(jié)果一致，與IGS產(chǎn)品

3、中利用GIPSY軟件計算精度相當(dāng)?shù)慕Y(jié)果。
　　 第三、研究了低仰角對流層斜延遲估計方法。分析了現(xiàn)有映射函數(shù)、經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃吞娇沼^測方法的局限性，提出了單站地基GNSS實(shí)時估計低仰角對流層斜延遲的方法。利用2008年8月期間實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行單站地基GPS低仰角對流層斜延遲估計，獲得與探空實(shí)驗(yàn)一致的結(jié)果，優(yōu)于傳統(tǒng)模型估計結(jié)果。實(shí)現(xiàn)了單站地基GNSS對低仰角的對流層斜延遲的估計。
　　 第四、研究了單站地基GNSS實(shí)時估計彎曲角。討

4、論了傳統(tǒng)模型和探空折射率剖面計算彎曲角的方法，分析衛(wèi)星信號的多普勒頻移與彎曲角之間的關(guān)系，以及GNSS的多普勒觀測值中的誤差對計算彎曲角的影響。利用單站地基GNSS的數(shù)據(jù)和GNSS多普勒頻移公式，對彎曲角的估計，獲得與基于探空折射率剖面一致的結(jié)果，提出了單站地基GNSS實(shí)時估計彎曲角的方法。
　　 第五、提出了基于單站地基GNSS實(shí)時反演折射率剖面方法，利用汕頭地區(qū)十年的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真，初步驗(yàn)證了此方法的可行性。在我國廣東東南