發(fā)布時間：2020-07-09 15:29

【摘要】：電離層延遲限制了單頻接收機的定位精度,減緩了雙頻接收機單點定位的收斂速度,在衛(wèi)星高度角較低時由此引起的測量誤差可達數(shù)米甚至上百米,因此開展對電離層的建模研究,以減小測量定位誤差有著重要的理論意義和實用價值。本文基于地基GNSS觀測數(shù)據(jù)開展對區(qū)域電離層建模方法的深入研究,主要工作與成果如下:(1)建立區(qū)域電離層格網(wǎng)模型�；诙囗検诫婋x層模型利用GNSS觀測數(shù)據(jù)分別建立2015年4月25日中國陸地區(qū)域(15°N～55°N,70°E～140°E)和2016年12月5日大洋洲區(qū)域(10°S～45°S,113° E～154°E)的電離層格網(wǎng)模型。(2)研究模型階數(shù)、衛(wèi)星高度角等因素對區(qū)域電離層建模精度、時間及模型改正率的影響以確定最佳建模策略。結果表明:在中國陸地區(qū)域增加模型階數(shù)能夠提高建模精度和改正率但運算時間增長,在該區(qū)域采用7*8階模型建模最佳;增加衛(wèi)星截止高度角能夠減少建模時間并提高建模精度但模型改正率下降,當截止高度角設置為15°時建模最佳。在大洋洲區(qū)域增加模型階數(shù)也能提高建模精度,但是模型改正率先增后減,其運算時間也同樣增長,在該區(qū)域采用3*3階模型建模最佳。根據(jù)最佳建模策略建立的兩區(qū)域電離層格網(wǎng)模型結果表明:在中國陸地區(qū)域和大洋洲天頂方向總電子含量(VTEC)均呈現(xiàn)由高緯度到低緯度遞增的分布規(guī)律;兩區(qū)域的建模精度均呈現(xiàn)中間高邊緣低的分布特征即多項式模型存在邊際效應。(3)研究實測、CODE等外部數(shù)據(jù)對所建模型進行評估。根據(jù)插值函數(shù)計算GNSS檢核站在所建模型下的VTEC與實測、CODE、IGS、JPL、中國地震局地震研究所發(fā)布的數(shù)據(jù)比較,以評估模型的外符合精度及可靠性。結果表明:所建模型與實測、CODE等發(fā)布數(shù)據(jù)基本一致且所建模型更接近于實測數(shù)據(jù);在中國陸地區(qū)域所建模型與地震局、JPL相比具有較高的建模精度與改正率但略低于CODE;在大洋洲區(qū)域所建模型與CODE、IGS、JPL相比具有較高的建模精度與改正率。(4)研究基于GPS/GLONASS組合數(shù)據(jù)建立電離層格網(wǎng)模型并分析其建模精度及優(yōu)缺點,以探索多源數(shù)據(jù)融合在電離層建模中的應用。結果表明:與GPS建模相比GPS/GLONASS組合建模能夠更多的表達出電離層分布細節(jié)特征且在一定程度上削弱了模型的邊際效應,但其建模精度和模型改正率均低于GPS所建模型。(5)提出一種基于小波神經網(wǎng)絡改進多項式模型的建模方法。根據(jù)實測與模型參數(shù)計算實測與所建模型的VTEC差值,并利用小波神經網(wǎng)絡預測建模區(qū)域格網(wǎng)點的VTEC差值,以實現(xiàn)建模方法的改進。結果表明:改進后的電離層模型能夠提高模型改正率,使得大洋洲的檢核站的平均改正率從91.44%提高到92.900%;改正后的模型能夠更好的描述電離層空間分布細節(jié)并減小了多項式模型的邊際效應。但改正后的模型破壞了原多項式模型的整體規(guī)律,使VTEC在變化區(qū)域出現(xiàn)不平滑的現(xiàn)象;另外小波神經網(wǎng)絡對較大值的預測誤差較大,因此該方法僅能在有限的范圍內對多項式模型進行改進。
【學位授予單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：P228.4
【圖文】：

西安科技大學碩士學位論文夏季太陽直射北半球，赤道異常峰值一般出現(xiàn)在北半球，如圖 1南半球，赤道赤道異常峰值一般出現(xiàn)在南半球，如圖 1.2 所示。 2017 年夏季（7 月）與冬季（1 月）CODE (Center for Orbit Dete中心的發(fā)布的全球電離層 VTEC 分布圖，從圖中可以明顯看出TEC 峰值分布的差異性。

夏季太陽直射北半球，赤道異常峰值一般出現(xiàn)在北半球，如圖 南半球，赤道赤道異常峰值一般出現(xiàn)在南半球，如圖 1.2 所示。 2017 年夏季（7 月）與冬季（1 月）CODE (Center for Orbit Det中心的發(fā)布的全球電離層 VTEC 分布圖，從圖中可以明顯看出TEC 峰值分布的差異性。圖 1.1 CODE 2017 年 7 月 1 日全球 VTEC 分布

2 地基 GNSS 電離層建模理論與方法2 地基 GNSS 電離層建模理論與方法離層模型離層層是由于太陽等的輻射使大氣層發(fā)生電離而產生的，人們用電離層中與粒子密度、溫度等物理量來描述電離層的基本特征[1]。由于不同高成分、密度等參數(shù)的不同，它們所受到太陽輻射等因素的影響也就不高度電離層的這些物理參數(shù)也存在差異。為了方便對電離層的研究，在不同高度的差異性，按高度將其分為 D、E、F1、F2 層。圖 2.1 給意圖。

【參考文獻】

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本文編號：2747641