【摘要】：大氣層按照熱狀態(tài)可以劃分為對流層、平流層、中間層和熱層。在距離地面高度60km以下的大氣層部分會對電磁波的傳播產(chǎn)生影響,這部分大氣可以分為對流層和平流層兩部分,而產(chǎn)生延遲的80%都發(fā)生在對流層,故電磁波在該層大氣中傳播所引起的誤差稱為對流層延遲誤差。對流層延遲可以分為干延遲和濕延遲兩部分。影響對流層延遲的參數(shù)有很多,其中包括測站的氣象參數(shù)和地理位置等。測站的地理位置和高程與對流層的相關(guān)性較大,能否僅僅根據(jù)測站的地理位置和高程擬合區(qū)域?qū)α鲗友舆t模型,使其知道區(qū)域內(nèi)測站的坐標(biāo)就能知道該測站的對流層延遲量。目前用于計算對流層延遲的模型,大都是基于全球平均大氣情況下建立的。在區(qū)域內(nèi)進(jìn)行高精度的基線解算和定位時,其精度很難滿足需要,但是隨著我國區(qū)域CORS網(wǎng)的建成和使用,在建立精確的區(qū)域?qū)α鲗友舆t模型方面獲得了一些成果。由于對流層延遲不僅僅與測站的地理位置和高程有關(guān),還與測站的氣象參數(shù)有關(guān),所以利用測站的地理位置和高程信息來建立對流層擬合模型時,模型中不可避免地含有誤差。因此,消除誤差對于提高對流層擬合模型精度就顯得格外重要。在1977年,Stone提出了半?yún)?shù)這個重要的統(tǒng)計模型。半?yún)?shù)模型加入了非參數(shù)分量,為估計誤差提供了一個新的思路;半?yún)?shù)模型含有參數(shù)分量和非參數(shù)分量,能夠同時具有非參數(shù)和參數(shù)模型的優(yōu)點(diǎn)。因此本次研究采用的軟件是高精度GNSS數(shù)據(jù)處理軟件GAMIT,數(shù)據(jù)是來源于香港衛(wèi)星定位參考網(wǎng)中的測站。利用GAMIT軟件解算出香港CORS網(wǎng)中測站的對流層延遲量,結(jié)合香港地政總署測繪處提供的測站坐標(biāo),建立香港地區(qū)對流層擬合模型。并將不同擬合模型得到的對流層延遲值與GAMIT軟件解算得到的對流層延遲值進(jìn)行對比,選取最適合香港地區(qū)的對流層擬合模型。并將半?yún)?shù)模型應(yīng)用到選取的香港地區(qū)對流層擬合模型中。主要研究內(nèi)容如下:(1)介紹了常用的對流層延遲擬合模型,并運(yùn)用最小二乘和整體最小二乘兩種擬合方法對香港地區(qū)進(jìn)行擬合,通過對比選取適合香港地區(qū)的對流層擬合模型。結(jié)果表明:在香港地區(qū)分別對不同的擬合模型運(yùn)用最小二乘和整體最小二乘進(jìn)行擬合,整體最小二乘比最小二乘擬合的精度高。經(jīng)過對比選取最適合香港地區(qū)的對流層擬合模型為含一個高程因子的四參數(shù)曲面擬合模型(H1QM4)。(2)通過香港CORS網(wǎng)的觀測數(shù)據(jù)、測站的地理位置和高程信息來建立的區(qū)域?qū)α鲗友舆t擬合模型不可避免地含有誤差,導(dǎo)致建立的模型精度往往不高,因此需要進(jìn)行誤差的消除。本文選取消除誤差的方法為半?yún)?shù)模型,故研究了半?yún)?shù)模型的有關(guān)理論和方法,討論了半?yún)?shù)補(bǔ)償最小二乘估計解的特點(diǎn),詳細(xì)地介紹了正則矩陣和平滑因子的確定方法。(3)本文運(yùn)用半?yún)?shù)模型對香港地區(qū)選取的含一個高程因子的四參數(shù)曲面擬合模型(H1QM4)進(jìn)行誤差的消除,并通過MATLAB軟件進(jìn)行實(shí)驗。對比不同的確定平滑因子和正則矩陣方法,以便選取半?yún)?shù)模型中最適合的平滑因子和正則矩陣來消除對流層擬合模型中的誤差。將運(yùn)用半?yún)?shù)消除誤差的H1QM4模型、最小二乘擬合的H1QM4模型和整體最小二乘擬合的H1QM4模型得到的對流層延遲值與GAMIT軟件解算得到對流層延遲值進(jìn)行對比。由流動站計算的中誤差均值可知:整體最小二乘較最小二乘擬合模型精度提高了約1mm。半?yún)?shù)H1QM4模型較最小二乘擬合精度提高了約2mm。
【圖文】：

技術(shù)路線圖

第 2 章 對流層基本理論流層延遲原理磁波信號在穿越大氣層傳播到地面接收機(jī)時，中性大氣會對電磁方面的影響，一個方面是：傳播方向的改變。在理論上電磁波是于大氣密度的不同而導(dǎo)致傳播路徑彎曲，，使得傳播路徑增長。另氣中的水汽、空氣等介質(zhì)的影響，電磁波在大氣中的傳播速度減度的減慢等效于傳播路徑的變長。對流層折射的示意圖如圖 2-
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P228.4;P421.31

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2672552