南极GPS定位中的电离层延迟分析_许艳杨元喜许国昌江楠
千寻位置 rtk 电离层 误差-概述说明以及解释
千寻位置rtk 电离层误差-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：千寻位置、RTK技术和电离层误差是三个在定位和导航领域中常见的概念。
千寻位置是一种定位技术，可以实现高精度的位置测量。
RTK技术是一种差分GPS技术，可以提高GPS定位的准确性和稳定性。
电离层误差是GPS信号在穿过电离层时产生的误差，会影响定位的准确性。
本文将探讨这三个概念之间的关系，分析在实际应用中可能出现的问题和影响。
通过深入研究这些概念，可以更好地理解定位技术的原理和重要性，为提高定位精度和稳定性提供参考和指导。
文章结构部分的内容应该包括整篇文章的分章节内容安排，以及每个章节的主要内容和重点讨论点。
在这篇关于千寻位置、RTK技术和电离层误差的文章中，文章结构可以如下所示："1.2 文章结构":本文将分为三个主要部分，分别是千寻位置、RTK技术和电离层误差。
首先，我们将介绍千寻位置的概念和应用，以帮助读者了解在实时定位中的重要性和作用。
接着，我们将深入探讨RTK技术在千寻位置中的应用，包括其原理和优势。
最后，我们将重点讨论电离层误差在实时定位中的影响和应对方法，以帮助读者更好地理解和应用这些技术。
通过这样的文章结构，读者可以清晰地了解整篇文章的内容安排，直观地掌握各个部分的主题和重点讨论点，有助于他们更好地理解文章内容并获取想要的信息。
1.3 目的:本篇文章的主要目的是探讨千寻位置、RTK技术以及电离层误差之间的关系。
通过分析这些技术和误差对位置精度的影响，我们可以更深入地了解在实际应用中如何准确获取位置信息。
同时，我们也将讨论可能存在的问题和挑战，以及未来在定位技术领域的发展方向。
通过本文的研究，我们希望为定位技术的改进和发展提供参考，并促进相关领域的研究和应用。
2.正文2.1 千寻位置千寻位置是一种基于GNSS技术的定位系统，能够提供高精度的位置信息。
它利用了全球卫星导航系统（GNSS）的信号，包括GPS、GLONASS、Galileo和北斗等系统，通过多颗卫星的信号进行定位计算，从而实现厘米级甚至毫米级的定位精度。
电离层延迟高阶项改正算法及效果分析
电离层延迟高阶项改正算法及效果分析李信用【摘要】电离层延迟是导航定位中重要的误差源，电离层延迟二阶项带来的误差为厘米级，对于高精度要求的定位来说，该项误差必须给予认真的消除。
采用了一种顾及二阶项的电离层延迟改正算法，重点对地磁场的特性进行分析，利用二次曲面拟合区域地磁场矢量，以达到简化计算，同时不降低高阶项改正精度的目的。
通过实例验证，得出一些有益的结论。
【期刊名称】《测绘技术装备》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4页(P24-27)【关键词】GPS;电离层延迟;高阶项;TEC【作者】李信用【作者单位】新疆交通规划勘察设计研究院新疆乌鲁木齐 830000【正文语种】中文1 引言随着全球卫星导航定位技术的发展，电离层延迟误差高阶项影响已经成为获取GPS高精度定位亟待解决的问题。
利用观测值的线性组合来消除电离层误差的同时，会使线性组合后的观测噪声扩大，且由于高阶项延迟误差本身并不大，因此必须对利用多频组合方法来消除电离层延迟的高阶项的可靠性及可行性加以考虑[1]。
2 电离层单层模型（SLM）根据GPS定位观测值不难求出电离层单层穿刺点经纬度，设单层穿刺点的经纬度坐标(ϕIPP，则:上面两式中，（0ϕ，0λ）为测站的大地坐标；0ψ为测站与穿刺点的地心夹角。
3 三频组合改正电离层的二阶项随着GPS现代化的进展，GPS开始向用户提供L5频率信号，用三频的观测值能改正电离层延迟误差二阶项的影响[3]。
相折射率np可表示为:对于载波相位观测值而言，将电离层改正至二阶项公式为:其中，ρi为卫星信号的载波相位测量值(ρi=λiφ+λiN，N为整周模糊度数值，φ为相位观测值)，ρ0是测站与卫星之间的几何距离(包括硬件延迟、对流层延迟、卫星钟误差等)，再令则解（6）式可得:其中，三个信号 f1=1575.42MHZ，f2=1227.60MHZ，f3=1176.45MHZ代入后可求得每个频率的改正值为:对于测码伪距观测值，将电离层延迟至二阶项亦可求得其系数矩阵。
卫星导航系统的误差分析及其纠正方法
卫星导航系统的误差分析及其纠正方法卫星导航系统是现代化的导航方式之一，已成为人们旅行、航空、海洋、地质勘探等领域中必不可少的工具之一。
但是，由于各种外在因素的影响，卫星导航系统的精度不可避免地会受到误差的干扰，从而影响到实际使用效果。
因此，本文将针对卫星导航系统的误差分析及其纠正方法进行探讨。
误差来源卫星导航系统的误差来源主要有以下几种：1.天气因素：天气条件的变化，如雷暴、降雨等，会对信号传输造成干扰，导致误差出现。
2.电离层：电离层会对信号产生折射、延迟等影响，从而影响卫星导航系统的精度。
3.卫星轨道误差：卫星轨道的非理想性和不稳定性会使得卫星发射的信号的时间和位置出现误差。
4.接收机性能问题：接收机的性能问题也会影响卫星导航系统的精度。
接收机信噪比的大小，接收机灵敏度等问题都可能产生误差。
误差分析为了消除误差对卫星导航系统的影响，需要对误差进行分析。
对于卫星导航系统而言，误差分析主要分为两个方面：一是对误差进行分析，二是根据误差分析结果采取相应的纠正措施。
误差分析的第一步就是对误差进行排查。
根据误差来源的不同，采用不同的方法进行分析。
对于电离层误差，可以利用多路径组合技术进行处理。
对于卫星轨道误差，可以利用多源数据融合方法进行处理。
对于接收机性能问题，可以采用时差差分技术或载波相位差分技术进行处理。
误差纠正误差纠正方法可以大致分为两类。
一类是通过信息处理技术对误差进行纠正，例如利用多路径组合技术降低电离层误差、利用多源数据融合方法降低卫星轨道误差等。
另一类是通过通信技术对误差进行纠正，例如利用差分定位技术对接收机性能问题进行纠正。
差分定位技术是最为常见的一种误差纠正技术。
它可以通过在同一时刻同时接收多个卫星信号，然后将它们之间的差异作为误差的补偿，从而提高卫星导航系统的定位精度。
差分定位技术的准确性取决于差分基线的长度和稳定性。
如果差分基线长度较短，误差的补偿也相对较小。
但如果差分基线长度过长，则信号会受到多路径影响，从而导致误差更大。
gnss电离层延迟改正及应用研究
gnss电离层延迟改正及应用研究GNSS（Global Navigation Satellite System）电离层延迟是指GNSS信号在穿过电离层时被电离层中的电子密度引起的延迟。
由于电离层中电子密度的变化，电离层延迟对于GNSS信号的传播具有显著的影响，会引起测量误差。
因此，对电离层延迟进行改正是GNSS测量中的一项重要任务。
目前，常用的电离层延迟改正方法主要包括单频改正、双频改正和模型改正。
1. 单频改正：单频测量只有一个频率，无法准确测量电离层延迟。
但是，可以利用历史观测数据和电离层的统计特性来估算电离层延迟，从而进行修正。
2. 双频改正：双频测量具有两个频率，可以通过对两个频率的信号进行差分处理，消除电离层延迟的影响。
通过计算双频组合观测量，可以得到电离层延迟的改正值。
3. 模型改正：利用电离层延迟模型，如Klobuchar模型，可以根据电离层电子密度的垂直分布来估算电离层延迟。
这种方法需要接收站和卫星之间的位置信息和时间信息，以及电离层的参数。
电离层延迟的应用研究主要包括以下几个方面：1. 定位精度提高：通过对电离层延迟进行改正，可以减小GNSS信号传播误差，提高定位精度。
2. 电离层监测与预测：通过对电离层延迟的实时测量和分析，可以监测电离层的变化，预测电离层异常现象（如电离层扰动）的发生，为GNSS应用提供预警信息。
3. 空间天气研究：电离层延迟与太阳活动和地球磁场的变化密切相关，通过分析电离层延迟的变化，可以研究太阳活动对电离层的影响，深入了解空间天气现象。
总之，电离层延迟的改正和应用研究对于提高GNSS定位精度、监测电离层变化以及研究空间天气等方面具有重要意义。
gnss不同频点的电离层延迟
gnss不同频点的电离层延迟GNSS（全球卫星导航系统）是通过一组位于地球轨道上的卫星来提供全球定位服务的系统。
GNSS系统包括GPS（美国全球定位系统）、GLONASS（俄罗斯全球导航卫星系统）、Galileo（欧洲版全球导航卫星系统）和BeiDou（中国北斗导航卫星系统）。
GNSS系统的精确定位是通过测量从卫星到接收机的信号传播时间来实现的。
然而，卫星信号在穿过电离层时会发生电离层延迟，这会导致定位误差。
因此，了解不同频点的电离层延迟对于提高GNSS系统的准确性和可靠性至关重要。
首先，电离层是位于地球大气层上部的一层电离气体，它由太阳辐射导致中性大气层的分子离解而形成。
电离层中存在自由电子，这些电子会对从卫星到接收机的信号产生影响。
不同频点的GNSS信号会以不同的方式穿过电离层。
GNSS系统使用的频点通常包括L1、L2和L5等频段。
L1频段是最常用的频段，其频率约为1.57542 GHz。
L1信号穿过电离层时会发生电离层延迟，这会引起传播速度的变化。
L2频段的信号频率约为1.2276 GHz，相对于L1频段来说，L2信号受到电离层延迟的影响更大，因此在处理数据时需要对其进行补偿。
L5频段的信号频率约为1.17645 GHz，相对于L1和L2频段来说，L5信号由于其较低的频率，受到电离层延迟的影响相对较小。
电离层延迟可以通过使用双频GNSS接收机来进行补偿。
双频接收机可以接收L1和L2频段的信号，通过测量不同频段信号之间的相位差异来计算电离层的延迟。
通过对相位差进行处理，可以提供准确的电离层延迟补偿值，从而提高定位的精度。
此外，电离层的延迟还受到季节和太阳活动的影响。
电离层延迟在白天通常较大，在夜间较小。
在太阳活动高峰期，电离层延迟会增加。
因此，在GNSS定位应用中，需要考虑季节和太阳活动对电离层延迟的影响，并相应地进行补偿。
总之，了解不同频点的电离层延迟对于提高GNSS系统的定位精度是非常重要的。
GPS与北斗电离层延迟误差对比分析
的电离层延迟精度较北斗系统要高。
关 键 词 ：多 模 接 收 机 ；电 离 层 ；ＴＥＣ；ＩＧＳ 电 离 层 格 网 值
中 图 分 类 号 ：Ｖ１１
文 献 标 志 码 ：Ａ
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－１３０Ｘ．２０１４．０２．０１４
Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃ ｄｅｌａｙ ａｃｃｕｒａｃｙ ｂｅｔｗｅｅｎ ＧＰＳ ａｎｄ Ｂｅｉｄｏｕ
＊ 收稿日期：２０１２－０６－０４；修回日期：２０１２－０９－１０ 基 金 项 目 ：国 家 ８６３ 计 划 资 助 项 目 （２００９ＡＡ１２Ｚ３２５） 通信地址：１００８７１ 北京市海淀区颐和园路５号北京大学遥感楼 Ａｄｄｒｅｓｓ：Ｒｅｍｏｔｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ，Ｐｅｋｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，５Ｙｉｈｅｙｕａｎ Ｒｄ，Ｈａｉｄｉａｎ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００８７１，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ
Ｖｉｏｎ ＝ｃ·ΔＴｉｏｎ ，根据电离层延迟改正公式：
Ｖｉｏｎ ＝ ４０ｆ．２２８ＴＥＣ
（２）
则有：
ｃ·ΔＴｉｏｎ ＝ ４０ｆ．２２８ＴＥＣ 因 此 ，可 以 得 到 ：
ＴＥＣ ＝ ４０ｆ．２２８×ｃ×ΔＴｉｏｎ 从而可以反算出垂直方向的 ＴＥＣ。
２．２ ＩＧＳ 电 离 层 格 网 模 型
利用模型得到的 ＧＰＳ／北 斗 电 离 层 延 迟，与 电
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｍｕｌｔｉ－ｍｏｄｅ ｒｅｃｅｉｖｅｒ；ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｅ；ＴＥＣ；ＩＧＳ ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃ ｇｒｉｄ
１ 引言
随 着 卫 星 导 航 事 业 的 飞 速 发 展 ，世 界 许 多 国 家 都 在 建 设 自 己 的 卫 星 导 航 系 统 ，各 国 导 航 系 统 间 的
电离层延迟名词解释
电离层延迟名词解释电离层延迟是指电磁波在传播过程中受到电离层中电子密度变化的影响，导致信号传播的延迟现象。
电离层位于地球大气层的上部，主要由电离的气体分子和自由电子组成。
它的存在对太阳的辐射、无线电通信和导航系统等具有重要的影响。
在太阳活动较强的时候，电离层中的电子密度会发生变化，这会导致无线电信号在传播过程中产生延迟。
为了更好地理解电离层延迟，我们可以从以下几个方面进行探讨：1. 电离层的形成和结构：电离层是由太阳辐射中的紫外线和X射线等高能辐射离子化大气层分子而形成的。
它通常分为D层、E层和F层三个主要区域。
每个区域都有不同的电子密度分布，对信号传播的延迟影响也不同。
2. 电磁波传播过程中的影响：当无线电波进入电离层时，它们与电离层中的自由电子相互作用，受到电子密度变化的影响，从而在传播过程中发生折射、反射和散射现象。
这些现象导致了信号的延迟和传播路径的变化。
3. 太阳活动对电离层延迟的影响：太阳活动的变化会导致电离层中电子密度的变化。
太阳活动周期性的高峰期和低谷期会对无线电通信和导航系统等产生不同程度的影响。
在太阳活动高峰期，电离层的电子密度增加，信号传播的延迟增加；而在太阳活动低谷期，电子密度减少，延迟减小。
4. 对通信和导航系统的影响：电离层延迟对无线电通信和导航系统的正常运行具有重要影响。
在无线电通信中，电离层延迟会导致信号的时延和传输质量下降，从而影响语音和数据的传输质量。
在导航系统中，电离层延迟会导致定位误差和定位精度下降。
总结回顾：电离层延迟作为一种影响无线电通信和导航系统的现象，是由电离层中电子密度的变化所引起的信号传播的延迟现象。
太阳活动的变化对电离层中的电子密度有着重要的影响。
理解电离层延迟可以帮助我们更好地设计和优化无线电通信和导航系统，提高系统的可靠性和性能。
个人观点和理解：电离层延迟作为一个复杂的现象，需要综合考虑地球大气层的物理特性、太阳活动的变化等多个因素。
我认为，随着科学技术的不断发展，对电离层延迟的研究将会越来越深入，我们可以通过建立精确的模型和观测方法来准确预测和控制电离层延迟，提高通信和导航系统的性能和可靠性。
单频GPS接收机定位中的电离层延迟改正
单频GPS接收机定位中的电离层延迟改正霍星明【摘要】针对单频GPS接收机受电离层影响较大的特点,从定性的角度比较、分析了两种常用经验电离层模型的使用特点和改正精度.利用4个IGS测站的多天GPS 实测数据,采用单点定位的方法,从定量的角度,研究了两种常用经验电离层模型应用于单频GPS用户定位时的改正效果,为单频GPS用户修正电离层延迟,选择合适的电离层模型提供了参考性建议.【期刊名称】《测绘技术装备》【年(卷),期】2005(007)002【总页数】4页(P43-45,32)【关键词】单频GPS接收机电离层延迟改正 IGS Klobuchar IRI【作者】霍星明【作者单位】太原刚玉股份有限公司,太原,030045【正文语种】中文【中图分类】V4电离层延迟误差是任何一种卫星定位系统的最主要误差源之一。
2000年5月美国政府宣布取消了对GPS公众服务信号降低精度的SA政策，电离层延迟被认为是影响GPS定位精度的最大误差源，对于单频用户而言，有效的电离层延迟改正显得尤为重要。
为尽可能地降低电离层延迟对定位结果的影响，国内外众多的科技工作者做了大量卓有成效的研究工作[1-16]。
目前，修正电离层延迟影响，构建合适的电离层改正模型是常用的方法之一。
常见的两种电离层经验模型有Klobuchar模型[1,2]和全球参考电离层（IRI）模型[3,4,5]。
上述两种不同模型的输入参数个数、计算复杂程度以及计算的精度不尽相同。
采用哪种合适的电离层模型修正电离层延迟影响，取决于GPS用户所处的观测环境以及定位方式（主要分实时定位和非实时定位两种情况）。
本文首先对上述两种电离层模型做了简要的回顾，比较分析了各个模型的特点，然后利用2001年1月1日至7日中国区域的4个IGS测站连续一周的GPS实测数据，采用单点定位的方法，分析讨论了各个电离层延迟改正模型的改正效果，为单频GPS用户修正电离层延迟影响提供了参考性建议。
基于GPS的南极中山站电离层TEC特征研究
第30卷第1期2010年2月大地测量与地球动力学J O U R N A LO FG E O D E S YA N DG E O D Y N A M I C SV o l .30N o .1 F e b .,2010 文章编号:1671-5942(2010)01-0043-05基于G P S 的南极中山站电离层T E C 特征研究＊孟 泱1) 安家春2) 王泽民2) 鄂栋臣2)1)广州市城市规划勘测设计研究院,广州 5100602)武汉大学中国南极测绘研究中心,武汉 430079摘 要 利用2000—2006年南极中山站G P S 观测数据,研究中山站电离层T E C 随太阳活动、地磁环境、单日、年和季节变化的特征。
结果表明,G P S -T E C 随太阳活动和地磁环境的影响呈线性变化特征,单日、年和季节性T E C 变化表现出电离层气候学特征的同时,也出现了磁中午异常的极区特性。
关键词 南极中山站;全球定位系统;电离层;电子总含量(T E C );周期性变化中图分类号:P 318.2+4 文献标识码:AR E S E A R C H O NC H A R A C T E R I S T I C SO FT E CA TA N T A R C T I CZ H O N G S H A NS T A T I O NB A S E DO NG P SM e n g Y a n g 1),A n J i a c h u n 2),W a n g Z e m i n 2)a n d ED o n g c h e n2)1)G u a n g z h o u U r b a n P l a n n i n g a n d D e s i g n S u r v e y R e s e a r c h I n s t i t u t e ,G u a n g z h o u 5100602)C h i n e s e A n t a r c t i c C e n t e r o f S u r v e y i n g a n dM a p p i n g ,W u h a n U n i v e r s i t y ,W u h a n 430079A b s t r a c t P r e c i s e i o n o s p h e r e T E Cv a l u e s a r e d e r i v e d f r o m p e r e n n i a l G P So b s e r v a t i o n s d u r i n g 2000-2006a tA n t a r c t i c Z h o n g s h a n s t a t i o n ,t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f T E C a s s o c i a t e d w i t h s o l a r a c t i v i t i e s ,g e o m a g n e t i c e n v i r o n m e n t ,a n d t h e d a i l y ,a n n u a l a n d s e a s o n a l T E Cv a r i a t i o n s a r e s t u d i e d .R e s u l t s s h o wt h a t G P S -T E Cl i n e a r l y c h a n g e d w i t h t h e i n -f l u e n c e o f s o l a r a c t i v i t i e s a n d g e o m a g n e t i c e n v i r o n m e n t w h i l e c l i m a t o l o g i c c h a r a c t e r i s t i c s o f i o n o s p h e r e a r e r e f l e c t e d i n d a i l y ,a n n u a l a n d s e a s o n a l T E Cv a r i a t i o n s ,a s w e l l a s p o l a r c h a r a c t e r i s t i c s o f m a g n e t i c n o o n a n o m a l y o c c u r r .K e y w o r d s :A n t a r c t i c Z h o n g s h a n s t a t i o n ;G P S ;i o n o s p h e r e ;t o t a l e l e c t r o n c o n t e n t (T E C );p e r i o d i c v a r i a t i o n1 引言两极地区是地球的地理极点和地磁极点的所在地,极区电离层与地球磁层和行星际空间直接相连,具有特殊的物理形态和机理,是空间物理学研究的重点区域[1-5]。
电离层对卫星信号传播及其性能影响的研究
电离层对卫星信号传播及其性能影响的研究电离层对卫星信号传播及其性能影响的研究引言电离层是地球大气层中的重要部分，它由电离气体组成，其中包括了大量的电离的氧分子、氮分子和自由电子。
电离层的存在对卫星信号传播产生了很大的影响，因为电离层可以引起信号传输中的延迟、衰减和散射等问题。
本文旨在研究电离层对卫星信号传播及其性能的影响，以便更好地理解和解决相关问题。
电离层对信号传播的影响1. 电离层对信号传输的延迟电离层中的自由电子会与电磁波相互作用，并引起信号传输的延迟。
电离层中的自由电子密度随着高度和地理位置的改变而变化，这导致了不同频率的信号受到不同程度的延迟。
较高的频率信号受到的延迟更大，因为它们与电离层中的自由电子更强烈地相互作用。
2. 电离层对信号传输的衰减电离层中的电离气体和自由电子会吸收和散射信号，从而导致信号能量的衰减。
当信号通过电离层时，一部分能量会被吸收或散射，这使得传输的信号功率降低。
尤其是在夜晚和黎明时期，由于电离层中的电离气体和自由电子浓度增加，信号的衰减更加明显。
3. 电离层对信号传输的散射电离层中的不均匀性会引起信号传输的散射。
自由电子会根据不同的密度分布和不同的频率产生散射现象。
散射信号会以不同的角度传播，这导致了信号的分散和损失。
此外，电离层的天线效应也会导致信号的散射，进一步增加了信号传输中的不确定性。
电离层对卫星信号传输性能的影响1. 卫星信号的质量受到影响由于电离层的存在，卫星信号传输受到了多种因素的影响，例如信号的延迟、衰减和散射。
这些影响导致了信号质量的下降，包括信噪比的降低、信息丢失和误码率的增加等。
这对卫星通信、导航和遥测等应用产生了很大的影响。
2. 卫星信号的可靠性下降电离层对卫星信号传输的影响不稳定和不可预测，这导致了信号传输的不可靠性。
在极端的情况下，电离层可能会导致无法传输信号或者信号受到严重的干扰。
这对于需要稳定和可靠信号的应用来说，如航空导航、无线电通信和定位服务，造成了严重的挑战。
GPS精密单点定位中电离层延迟改正模型的研究与分析的开题报告
GPS精密单点定位中电离层延迟改正模型的研究与分析的开题报告一、课题背景随着GPS技术的不断发展，其在交通、农业、地质勘探、建筑和水利工程等领域中的应用越来越广泛。
但是，GPS定位中存在一些误差，其中重要的一个误差就是电离层延迟误差。
电离层是指地球大气中高度约为60km至1000km左右的区域，其主要成分是被太阳光和宇宙射线等辐射所电离的气体。
电离层会对GPS信号产生影响，从而改变信号的传播速度，造成GPS定位误差。
因此，在GPS精密单点定位中，电离层延迟改正模型的研究与分析具有重要意义。
二、研究目的本课题旨在研究GPS精密单点定位中电离层延迟改正模型，以提高GPS定位精度。
三、研究内容1. GPS信号的传播机制与电离层延迟误差的产生原因分析；2. 目前已有的电离层延迟改正模型的研究现状与分析；3. 基于现有研究成果，提出一种改进的电离层延迟改正模型；4. 对比现有模型和改进模型的精度与稳定性，并进行实验验证；5. 结果分析与总结。
四、预期成果1. 对GPS信号传播机制及电离层延迟误差的产生原因有深入了解；2. 对目前已有的电离层延迟改正模型进行分析与总结；3. 提出一种改进的电离层延迟改正模型；4. 对比现有模型和改进模型进行实验验证，并得出一定结论；5. 发表相关的学术论文。
五、研究方法本课题采用文献搜集、理论分析、实验验证相结合的研究方法。
在文献搜集阶段，将收集GPS信号传播机制、电离层延迟改正模型等相关的文献资料，并进行资料整理和分析。
在模型提出阶段，将建立数学模型，并进行理论分析。
在验证阶段，将采用实验验证的方法，对比现有模型和改进模型的精度与稳定性。
六、进度安排第一年：文献搜集、理论分析；第二年：模型建立与优化；第三年：实验验证、结果分析与总结。
七、研究意义GPS定位技术在国民经济和国防建设中具有广泛应用，而提高GPS定位精度一直是研究学者和相关领域工作者的目标。
本课题旨在研究GPS精密单点定位中电离层延迟改正模型，可为提高GPS定位精度提供一定的理论支撑和技术参考。
电离层延迟误差处理方法
电离层延迟误差处理方法
电离层延迟误差是GPS定位系统的一个困扰，本文将会介绍处理
该误差的方法。
电离层是地球高层大气的一部分，其中存在大量的离子和自由电子，这些离子和自由电子对GPS信号的传播会产生干扰，进而导致GPS 定位误差增加。
电离层延迟误差是造成GPS定位误差的主要因素之一。
针对电离层延迟误差的处理方法主要有以下两种：一是使用单频
码伪距观测量修正法，二是使用双频载波相位差分法。
单频码伪距观测量修正法要求在GPS定位系统中装备双频接收机，该方法需要通过精确的时钟和频率来测量电离层影响下的GPS信号延
迟误差，使得GPS接收机的精度得到提高。
同时，还需要利用GPS基
准站对测量进行数据处理，将电离层影响下的数据进行纠正，从而得
到更为精确的GPS定位结果。
双频载波相位差分法需要使用双频接收机，该方法相较于单频码
伪距观测量修正法，能够更为精确地测量电离层的影响。
该方法利用
了双频接收机能够接收L1和L2两个频段的GPS信号，在相位差分的
基础上计算出电离层误差值，并用于修正GPS定位系统。
综合来看，针对电离层延迟误差的处理方法需要考虑到GPS接收
机的类型和精度，同时还需要借助GPS基准站和更为精确的数据处理
方法来达到更高的定位精度。
在实际应用中，还可以通过设置电离层模型来降低电离层延迟误
差的影响，同时通过增加卫星数量以及改善卫星布局等手段也有助于
提高GPS定位精度。
GPS信号的电离层延迟误差及改正
多量 级 。
二是根据电离层延迟随地方时的变化规律将晚上和白天的电离层延迟分别建模为常数和余弦波的正半部分即klobuchar模型再由导航电文提供的电离层延迟修正参数计算出延迟修正量
维普资讯
中 国 民 航 飞 行 学 院 学 报
１ ６ Ｊ ｕ ａ ｏ Ｃｉ ｉ Ａｖ ａ ｉ ｎ Ｆｌ ｈ Ｕｎ ｖ ｒｉ ｏ Ｃ ｉ ａ ｏｒ ｌ ｆ ｎ ｖｌ ｉｔｏ ｉ ｔ ｇ ｉ ｅｓｔ ｙ ｆ ｈｎ
部 吸收 ，但 对 导航 信 号不产 生 时延 。
可忽视 的重大误差源 。利用 电离层延迟效应与信
号频率 的平方反 比关系，采用双频或多频组合方 式可 以有效地 消除这种影响 。对于单频实时导航 定位用户而言 ，采用有 效的 电离层延迟改正模型
可以很好地 削弱该误差源 的影响。本文就 电离层
词：全球定位系统 （ Ｐ ） 电离层延迟误差 Ｇ Ｓ
文献标识 码 ：Ａ
对定位、延迟模型改正方法，分析和比 了 较 双频观测量和三频观测量电离层延迟误差改正方法。
双频观测量 三频观测量
中图分类 号：Ｖ ４ ２３
ｌ弓 ｌ言
卫星导航定位的精度和准确度，是 Ｇ Ｓ测量中不 Ｐ
高出地面 ５ ． ｌ０ ０ｋ ０￣ ０ ｍ之间的大气层称为电 － 离层 。由于太 阳光的强烈辐射 ，电离层中的气体 分子被 电离，从而产生 自由电子 。电离层 的电子 密度 随高度 的变化而变化 ，这主要取决于太 阳辐 射 的能量强度 以及大气 的密度。电离层分为四个 层，由低 向高分别称为 Ｄ、Ｅ ｌ Ｆ 层。 、Ｆ 和 ２ Ｄ 层：高度在 ６ －９ ｍ，白天存在（ ０ ０ｋ ￣ 电子密 度约为 ２ ｘ０ 个 ／ ） ． １’ ５ 米 ，夜晚消失。对中、短波 的传播有很大的吸收作用，特别是对 中波几乎全
GPS测量的电离层误差
GPS测量的电离层误差
谢世杰
【期刊名称】《测绘通报》
【年(卷),期】2001()12
【总页数】1页(P27-27)
【关键词】GPS测量;全球定位系统;电离层;误差;扩散性;互补性;瞬变性
【作者】谢世杰
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】P228.4
【相关文献】
1.电离层对普通GPS和位置差分GPS定位误差的影响 [J], 宋茂忠;王永澄
2.GPS与北斗电离层延迟误差对比分析 [J], 张飞舟;杨泽民;程鹏;赵利军
3.电离层误差模型对GPS精密单点定位的影响 [J], 邓惠琴
4.GPS精密单点定位中电离层误差模型的研究 [J], 赵士恒
5.GPS中的电离层误差与单频长边网测量 [J], 赵利生
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GPS电离层延迟校正算法在大地测量中的应用与优势
GPS电离层延迟校正算法在大地测量中的应用与优势引言:随着科技的不断发展，全球定位系统（GPS）在各个领域得到了广泛应用。
然而，由于地球电离层对GPS信号的影响，导致测量结果的误差。
为了减小这种误差，GPS电离层延迟校正算法被提出并应用于大地测量。
本文将探讨GPS电离层延迟校正算法在大地测量中的应用与优势。
一、GPS电离层延迟校正算法的原理GPS信号在穿越电离层时，会遭受到电离层中自由电子的影响，导致信号传播速度变化。
这会引起测量误差，并对精确测量造成不良影响。
为了解决这个问题，GPS电离层延迟校正算法应运而生。
在实际测量中，通过在GPS接收机上安装接收到信号的两个频率的天线，可以得到频率之间的相位差。
相位差与电离层延迟成正比，通过测量相位差可以获得电离层延迟量。
然后，通过将该延迟量应用于距离计算，可以消除电离层延迟的误差。
二、GPS电离层延迟校正算法在大地测量中的应用1. 精确测量:GPS电离层延迟校正算法可以有效降低大地测量的误差。
在传统的大地测量中，电离层产生的误差是不可忽视的因素。
然而，通过应用GPS电离层延迟校正算法，可以提高测量的准确性和可靠性。
2. 实时测量:GPS电离层延迟校正算法还可以实现实时测量。
传统的大地测量需要复杂的测量仪器和设备，并且需要费时费力的数据分析。
然而，GPS电离层延迟校正算法可以实现实时计算，使得测量过程更加简便高效。
3. 减少成本:应用GPS电离层延迟校正算法可以降低大地测量的成本。
传统的大地测量需要大量人力和物力的投入，而且需要进行复杂的测量过程。
然而，通过使用GPS 接收器进行测量，并应用电离层延迟校正算法，可以减少相关仪器设备的使用，并且提高测量的效率。
三、GPS电离层延迟校正算法的优势1. 精度高:GPS电离层延迟校正算法具有较高的精度。
由于电离层延迟是GPS信号传播中的主要误差源之一，因此对其进行高精度的校正，可以大大提高测量结果的准确性。
2. 实时性强：GPS电离层延迟校正算法可以实现实时性。
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根据式(1)，可以对双频伪距观测值进行载波 相位平滑后来计算电离层总电子含量 ITEC ：
ITEC 9.52437(( P2 P 1 )sm B)
(2)
其中， ( P2 P 1 ) sm 为相位平滑伪距后的观测值。 同时， 也可通过对 GIM 进行内插得到电离层 TEC。本文采用后一种方法计算电离层总电子含 量 ITEC 。 1.2 GPS 观测中的电离层二阶项延迟 含有电离层二阶项延迟的 GPS 双频载波相 位观测量 L1 与 L2 如下[8]：
北 京 航 空 航 天 大 学 学 报 Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics
南极 GPS 定位中的电离层延迟分析
许 艳 杨元喜
(中国卫星导航定位与应用管理中心，北京 10088) (长安大学地质工程与测绘学院，西安 710054)
收稿日期：2012-12-13；网络出版时间： 2013-04-18 09:15 网络出版地址： /kcms/detail/11.2625.V.20130418.0915.004.html 基金项目：国家自然科学基金资助项目（41020144004) 作者简介：许艳（1988-），女，福建莆田人，硕士生，xuyanhao05@.
Xu Guochang
(GFZ German Research Centre for Geosciences, Telegrafenberg, Potsdam 14473)
Jiang Nan
(School of Geology Engineering and Geomatics,Chang’an University,Xi’ an 710054)
GNSS 导航和定位时的主要误差源之一，特别是 在精密定位时必须充分考虑其不利影响[1-4]。 两极地区的特殊地理位置决定该地区电离
2
北京航空航天大学学报
层的特殊性和复杂性，与中低纬电离层相比，最 明显的差别是各种物理过程都具有较大的时空变 化。在南极极端特殊的环境下进行 GPS 测量，由 于受高纬度和冰雪环境的影响，电离层延迟成为 影响数据处理精度的重要因素之一[5,6]。 目前，高精度 GNSS 用户大多采用双频技术 来削弱电离层延迟的影响，但该技术仅能消除电 离层一阶项延迟的影响，二阶项等高阶项的影响 仍然存在[7,8]。已有研究成果表明，电离层二阶项 延迟对 GNSS 定位结果的影响可达厘米级[8-10]。 因此，深入研究电离层二阶项延迟对南极地区 GPS 定位结果的影响，有效控制、改正或消除这 一影响是 GNSS 技术在南极地区实现高精度定位 服务须解决的关键问题之一。同时，南极区域由 于其恶劣的地理环境等因素，其跟踪站数量相对 于欧洲要少得多，全球电离层模型在南极区域的 应用具有局限性。因此建立南极区域电离层模型 具有重要意义。 本文利用 IGS 南极地区跟踪站的 GPS 双频实 测数据， 并根据欧洲定轨中心提供的 GIM 得到电 离层 TEC，以此来分析南极地区电离层延迟的变 化情况及其二阶项延迟对南极 GPS 定位结果的 影响。在此基础上，选取南极地区 6 个 IGS 站作 为基准站建立了区域电离层 TEC 模型 RIM，分 别利用 GIM 和 RIM 计算电离层 TEC 及二阶项延 迟，并进行精密单点定位（PPP），将计算结果 与 IGS 网站公布的坐标进行比较，结果表明，使 用 RIM 的 PPP 结果在一定程度上更接近 IGS 网 站公布的坐标值。
25 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
时间/d
图1
2010 年第 8~22 天 SYOG 站与 KERG 站电离层 TEC 日最大值对比
Ionospheric delay in the Antarctic GPS positioning
Xu Yan
(School of Geology Engineering and Geomatics,Chang’an University,Xi’ an 710054)
Yang Yuanxi
(China National Administration of GNSS and Applications, Beijing 100088)
SYOG KERG
120 100 80 60 40 0
0 5
TEC/TECU
10
15
一阶项延迟/m
20 16 12 8 4 0 0.016 0.012 0.008 0.004 0.000
0 5 0 5
二阶项延迟/m
10
15
10
15
时间/d
图2
2002 年 1 月 SYOG 站电离层 TEC 及 L1 上一、 二阶 项延迟时间序列图
(1) (2) N L j 表示 L j 相位模糊度(m)；I L ，I L 分别表示 L j j j
由电离层的一阶项、二阶项延迟引起的误差项 (m)；Cx 80.6 ，Cy 2.801127 1010 ， ITEC 是GPS 信号传播方向上的电离层电子总含量(TECU)；B 是站星连线与电离层薄层的交叉点处的地磁感应 强度(T)； 是卫星信号矢量与地磁感应强度矢量 在电离层交叉点处的夹角(° )。 根据上式，可将GPS载波相位 L1 与 L2 观测的 电离层延迟简记为：
50 40 30 20 10 0 -10 8 6 4 2 0 0.006 0.004 0.002 0.000
0 5 0 5 0 5
10
15
55
50
一阶项延迟/m
TEC日最大值/TECU
45
40
二阶项延迟/m
10
15
10
15
时间/d
35
图3
30
2002 年 7 月 SYOG 站电离层 TEC 及 L1 上一、 二阶 项延迟时间序列图
2 2.6724 1017 ， 2 6.1029 1016 。
许艳等：南极 GPS 定位中的电离层延迟分析
3
TEC/TECU
在式(3)~(5)中， B 取值参考国际地磁场模型 IGRF11，它的大小由地理位置和时间唯一确定， 其量级一般在 105 T，不超过 104 T，地表处 B 值 大小一般在 2.5 105 ~ 6.0 105 T，其大小变化为 从赤道向两极逐渐增大； 值由 B 矢量与信号矢 量计算而得[8]。 1.3 南极地区电离层 TEC 及其延迟值变化情况 与中低纬电离层相比，南极地区电离层闪烁 频繁发生，TEC波动频繁[5,6]。 利用南极地区 SYOG 站及中纬度地区 KERG 站 2010 年第 8~22 天共 15 天的数据，计算得到 两个测站的每日 TEC 最大值如图 1 所示。 从图中 可以看出，南极地区的 TEC 日间波动频繁，且其 日间 TEC 最大值变化较中纬度地区剧烈， 这与南 极地区电离层结构复杂多变，电离层闪烁频繁发 生等有关。
许国昌
(德国地球科学研究中心，波茨坦 14473)
江
楠
(长安大学 地质工程与测绘学院，西安 710054)
摘 要：基于南极地区 IGS 跟踪站的 GPS 双频实测数据，分析了南极地区电离层延迟的变化情 况及其二阶项延迟对南极 GPS 定位结果的影响。 结果表明： 南极地区的 TEC 日间波动频繁， 其日间 TEC 最大值变化较中纬度地区剧烈； 在南极地区夏季， 电离层二阶项延迟对 GPS 定位结果的影响可达厘米级。 同时，由于欧洲定轨中心（CODE）提供的全球电离层模型（Global Ionosphere Maps）在南极区域应用 的局限性，通过选取南极地区 6 个 IGS 跟踪站作为基准站建立了区域电离层 TEC 模型 RIM（Regional Ionosphere Model），经实测数据计算证明，对于南极地区，RIM 的定位精度在一定程度上优于全球电离 层模型 GIM。 关 键 词：南极定位；电离层二阶项延迟；总电子含量；区域电离层模型 中图分类号：P 228 文献标识码：A
(1) (2) Lj IL IL NLj j j
Cx C y Cx ITEC B cos ITEC 2 2 fj 2 f j3
(3)
N L j ， j (1, 2)
其 中 ， f1 与 f 2 分 别 是 GPS 信 号 的 2 个 频 率 ； GPS 信号两个频率上的相 L j ( j 1, 2 分别是对应 ) 位观测值(m)； 是测站与GPS卫星之间的站心距 及其他的非色散介质引起的误差项的组合 (m) ；
(1) IL j ITEC , ( j 1, 2) j
1 南极地区电离层 TEC 及其延迟变化
1.1 TEC 的计算 总电子含量 TEC 为沿卫星信号传播路径对 电子密度进行积分所获得的结果，即底面积为一 个单位面积沿信号传播路径贯穿整个电离层的一 个柱体中所含的电子数。 通常以 1016 个电子 / m2 作 为 TEC 的单位，称为 1TECU[4]。 利用 GPS 双频组合观测值可以计算电离层 TEC[3,4,11]。利用GPS伪距观测值计算信号传播路 径上电离层总电子含量 ITEC 如下：
Abstract: Based on the GPS dual-frequency measured data of IGS station in Antarctic region, the variation of ionospheric delay and the impact of ionospheric second-order delay on GPS positioning had been analyzed. Result shows, TEC in Antarctic region has frequent fluctuation during the day and the maximum TEC in the daytime changes more intensely than in the mid-latitude area. In Antarctic region, the influence of ionospheric second-order delay on GPS positioning can achieve a magnitude of cm in summer. In case of the applied limitation of GIM (Global Ionosphere Maps) provided by CODE in the polar area, six IGS stations in Antarctic region were chosen as base stations to establish the regional ionosphere model (RIM). Results show, in Antarctic region the positioning precision of RIM is more superior than Global Ionosphere Maps GIM to some extent. Key words: Antarctica positioning; Ionospheric second-order delay; TEC; Regional ionosphere model. 随着以 GPS 为代表的多频多模全球卫星导 航系统(GNSS)的迅速发展与完善， 其应用水平与 性能得到极大的提升。然而，电离层延迟仍是