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基于CORS网络的中国区域电离层延迟的模型与应用研究

吕洪标  
【摘要】:连续运行参考站(CORS)网络是地理空间数据基础设施建设的重点、将广泛应用于各领域,因此研究CORS网络动态更新及其网络间的无缝链接和区域CORS之间的链接对于CORS的进一步应用具有较高的理论价值和实用意义。另外,电离层作为近地空间环境的重要组成部分,电离层延迟是导航卫星系统导航、定位、授时中的主要误差源,随着GPS等卫星导航系统的迅速发展,以及导航定位精度的不断提高,利用CORS网络研究高精度电离层延迟模型准确估计电离层变化越来越成为人们研究的热点。 GPS卫星实时导航定位信号的电离层延迟修正通常采用基于导航电文的电离层延迟预报模型,即Klobuchar模型。根据我国卫星导航事业发展的实际需要,特点是基于CORS网络的应用需求及其功能的发展,本文对现行GPS系统导航电文中采用的Klobuchar模型进行了更深入的研究分析,评定该模型在中国区域的预报效果。具体工作如下: 1.论文简要介绍了电离层及CORS的研究背景和发展概况,并阐述了GPS定位的基本原理和利用GPS研究电离层的基本原理方法以及误差分析。 2.基于已有的CORS网络构造算法,从实际应用的角度,研究并改进了中国区域CORS网络构造算法的优化,并利用此优化算法对省CORS网进行了网络构造,同时提出了CORS网络间的无缝链接以及动态更新方法,数据验证了该优化算法的可行性和可靠性。 3.剖析了上述高精度电离层模型,球谐分析模型,选用河北CORS站的某一天的观测数据,以及借助地球磁场与电离层折射指数的关系,程序实现并对GPS信号的电离层延迟量进行了解算。 4.鉴于Klobuchar模型在电离层预报研究中的重要地位,对该模型在中国区域中、低纬度下进行了研究,与上述高精度电离层延迟模型进行比较分析。进而对其预报的精度和效果做出了评定,得出Klobuchar模型在中国中纬度区域预报精度优于低纬度地区,同时在中国中纬度区域的预报效果约为50.2%,而在中国低纬度下的预报效果则约为30.9%。数据结果得出该模型对于满足高精度的导航与定位的要求还需要进一步优化和改进。


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