精密单点定位中对流层延迟改正模型分析

做 对流层 折射 。对 流层 大气对 于直 至大 约 １ ５ＧＨｚ 的频 率呈 中性 ， 号 在传 播 时 产 生 非 色散 延 迟 ， 信 使 电磁 波传 播路 径 比几何 距 离 长 。 电磁 波 在 对 流层 的传 播速 度 只与大 气 折 射 率 和 电磁 波 的 传播 方 向
有关 ， 与 电磁 波频 率无关 。在 天顶 方 向延迟 大约 而 为 ２ ３ｍ， ． 在高 度角 １ 。 Ｏ时延 迟大 约 为 ２ 】 Ｏｍ＿ ． ］ 对 流 层延 迟 可 以分 为 湿分 量 和 干分 量 延 迟两 部分 。湿 分 量 延 迟 部 分 占 整 个 对 流 层 延 迟 的 １ 。湿 分 量延 迟 主要 是 由地 平 面 以上 １ ｍ 部 Ｏ １ｋ 分 的大气 层 引起 的 ， 这部 分大 气层包 含 了大气 中的 大 部分水 汽 。由于水汽 密度 随位置 和 时间变 化 ， 所 以， 湿分 量延迟 部 分很难 用模 型表示 。对 流层 的干 分 量延迟 占整个延 迟 的 ９ 。干 分 量延 迟 部 分是 ０ 由 １ ｍ 以下 的干 空 气 引起 。这 部 分对 流 层 几乎 １ｋ 没 有水汽 ， 以 ， 容易 用模 型表示 ［ 。因此 ， 所 很 ２ ］ 对流 层 延迟 可用 天顶方 向的干 、 分量延 迟及 其相 应 的 湿 投 影 函数表示
联 系 人 ： 淑涛 Ｅ ｍａ ： ａ ｇ ｈ ｔｏ ＠ １ ３ ｃ ｒ 逄 － ｉ ｐ ｎ ｓｕａ５ ６ ．ｏ ｌ ｎ
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ＧＮＳ ｒｄ ｏ ｈｎ ／ ０ １ ５ Ｓ Ｗｏ ｌ ｆＣ ｉａ ２ １ ．
目前 关 于对 流 层 在 天顶 方 向延 迟 和投 影 函数 的模 型有很 多 。在 对 流 层 延迟 方 面 的模 型 主要 有 Ｓ ａｔｍｏｎ ｎ模 型 、 ｐｉ ｄ模 型 以及 Ｂ ａｋ Ｅ ｓ ａ ｓａ ｉｅ Ｈｏ ｆ ｌ ｅ ｌｃ — ｉ — ｎ ｒ 型等 。而投 影 函数有 ＭａｉｉＣ ａ 、 ａ ｉ 及 ｅ模 ｒ 、 ｈ ｏ Ｄ ｖｓ ｎ
以标 准偏差 和均 方根 的形 式给 出， 明 了 Ｓ ａｔｍｏｎ ｎ模 型与 Ｎｉｌ模 型 对定 位 结 果都 有所 说 ａｓａ ｉｅ ｅｌ
改善 ， Ｎｉｌ模型 结果较 好 。 但 ｅｌ
关键 词 ： 密单 点定位 ； 流层 延 迟改 正模 型 ；ａ ｓａ ｉｅ 型 ； ｅ 模 型 精 对 Ｓ ａｔｍｏｎ ｎ模 Ｎｉ ｌ ｌ
参 数和卫 星钟 差 ， 利用所 求得 的卫 星轨 道参数 和 再 卫 星钟差 ， 处理 单 台 接 收机 采集 非差 相 位 数 据 ， 得 到厘 米级 精度 的测 站坐标 。同时 ， 定位 中所产 生 在
的一些 主要误 差并 不是通 过差 分 的方 法来 消除 ， 而
层， 大约是 从地 面 向上 ４ ｍ 范 围 内 的大气 底 层 。 ０ｋ 产 生 的折 射约 有 ８ 发生 在对 流 层 ， 以 ， 常 叫 Ｏ 所 通
摘 要 ： 精 密单点 定位 中， 在 通过 有效 的 方 法减 小对流 层 误 差 源对 定位 精度 的 影 响 。其
中 Ｓ ａｔｍｏｎ ｎ模 型 和 Ｎｉ ｌ 型 对减 小对 流 层延 迟 误 差 效 果较 好 。 重 点介 绍 了这 两种 模 ａｓａ ｉｅ ｅ模 ｌ
型 ， 通过 实验分析 了两种模 型在精 密单 点定 位 中对 对 流层 延 迟误 差 的 改 正效 果 。 实验 结果 并
中图分类 号 ： ２ ８ ４ Ｐ ２ ． 文 献标 志码 ： Ａ 文章 编 号 ：１ ０ —２ ８ ２ １ ） ５０ ６ —４ ０ ８９ ６ （ ０ １ ０ —０ ８０
Ｕ 引 吾 精密 单点 定位 （ Ｐ ） 基于 绝 对定位 的思想 ， ＰＰ是 首先 利用 全球 分布 的若 干 国 际全 球 导航 定 位 系 统 服务 组织 （ＧＳ 跟 踪 站 数 据 计 算 出 精 密 卫 星 轨 道 Ｉ ）
收 稿 日期 ：２ １ ７ １ ０ 卜Ｏ —２
式 中 ： ｔ 对流层 总延 迟 ；△ 为 天顶 方 向对 流 △ 为 层延迟 湿 分 量 ；Ａ 岫为 天 顶 方 向对 流层 延 迟 干 分 量； Ｍ 为 相 应 的对 流 层 延 迟 湿 分 量 投 影 函 数 ；
Ｍｄ 为相应 的对 流层延 迟干分 量投 影 函数 。
径 有关 的误差 中， 流层延 迟误 差是 影 响定 位精 度 对 的主要误 差 ， 在许 多 文 献 中 ， 对 流 层 延迟 改 正 模 对 型 都做 了研 究 与 分 析 ， 中包 括 Ｓ ａｔｍｏｎ ｎ模 其 ａ ｓａ ｉｅ 型 、 ｐｉｌ 型 、 ｖｓ 型 及 Ｎｉ ｌ 型 等 ， Ｈｏ ｆ ｄ模 ｅ Ｄａ ｉ 模 ｅ 模 ｌ 但 很 少有通 过 实测数 据 利 用 自己所 编 制 软件 对 模 型
进 行分 析 。对 Ｓ ａ ｔｍｏｎ ｎ模 型 和 Ｎｉ ｌ 型 进 ａｓａ ｉｅ ｅ 模 ｌ
行 实验 研究 和分析 。
１ 对 流 层 延 迟 及 改 正模 型
对 流 层 延 迟一 般 泛指 中性 大气 层 对 电磁 波 折
射所 产生 的延 迟 。中 性 大气 层 百度文库 括对 流 层 和 平 流
精 密 单 点定 位 中对 流 层 延 迟 改 正模 型 分 析
逢 淑 涛 董 绪 荣 柳 ， ， 迪 杨 洋 ， ，
（． 备 指 挥 技 术 学 院 ， 京 怀 柔 １１ １ ；． 京 环 球 信 息 开 发 中心 ， 京 １０ ９ ） １装 北 ０ ４ ６ ２北 北 ０ ０ ４
△Ｔ ｐ △ 。 。 Ａ Ｍ 一 Ｍ ＋ ｄ ｄ （） １
是通 过建 立误 差改 正 模 型 或通 过 组 合 观测 值 的方
法来 消 除或消 弱 的 。在 定位 中所 涉 及 到 的误 差 源
很 多 ， 与卫 星有 关 的误 差 、 有 与信 号 传播 路 径 有 关 的误 差 和与接 收 机 有 关 的误 差 。在 与 信 号传 播 路