【摘要】：利用GPS進行電離層的監(jiān)測和預報是一項具有重要意義的工作和研究方向。本文著重對區(qū)域電離層VTEC擬合模型和區(qū)域電離層VTEC短期預報模型進行了相關(guān)研究,最終達到能夠?qū)崿F(xiàn)為用戶提供相對準確、實時的電離層相關(guān)服務提供參考和借鑒的研究目標。本文選取了一個工程實例對電離層經(jīng)驗模型進行分析;利用RTKLIB所下載的數(shù)據(jù)展開電離層VTEC擬合模型研究,并利用武漢大學衛(wèi)星導航定位中心IGS數(shù)據(jù)中心下載的電離層VTEC格網(wǎng)數(shù)據(jù)進行區(qū)域電離層預報模型的研究。主要的工作內(nèi)容和結(jié)論如下:1)通過一個算例對三種電離層經(jīng)驗模型(IRI模型、Klobuchar模型和NeQuick模型)的擬合效果進行了對比分析,得出以下結(jié)論:(1)三種模型在高緯度地區(qū)的的數(shù)據(jù)修正效果都要普遍好于低緯度地區(qū);(2)三種模型之間,則是IRI模型的修正效果最佳,Klobuchar模型次之,NeQuick模型效果相對較差。2)利用RTKLIB所下載的實驗數(shù)據(jù)對三種擬合模型(多項式模型、球諧函數(shù)模型和格網(wǎng)模型)的擬合效果進行對比分析。三種模型利用在區(qū)域電離層垂直電子含量建模上時,多項式模型對于所描述區(qū)域的電子含量變化趨勢描述得較為準確,利用球諧函數(shù)所建立的電離層模型的精度略低于多項式模型,格網(wǎng)模型的結(jié)果相對較差。3)深入介紹了橢球諧級數(shù)和橢球坐標系的相關(guān)理論,以及橢球諧函數(shù)的實用形式;基于橢球諧函數(shù)理論,提出了一種改進型的電離層VTEC模型,利用前面所述的數(shù)據(jù)進行擬合模型建模并與球諧函數(shù)模型進行了對比分析。最終相比于球諧函數(shù)模型,橢球諧VTEC模型在擬合精度上提升約9.3%。4)系統(tǒng)分析了 BP神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)相關(guān)理論;利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù),提出了一種基于橢球諧函數(shù)電離層VTEC融合模型。通過計算,融合模型的整體精度相比于球諧函數(shù)模型提高了 15.5%。5)基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)和橢球諧函數(shù)理論,采用武漢大學衛(wèi)星導航定位中心發(fā)布的電離層VTEC格網(wǎng)數(shù)據(jù),建立了電離層VTEC區(qū)域預報模型。得出結(jié)果:區(qū)域預報模型相比于單點預報模型在殘差平均值和中誤差兩項指標中與單點預報模型相差不大,殘差絕對值平均值減小了 1.21TECU,并且由于建模工作量約為單點模型的五分之一,在保證精度的前提下大大提升了工作效率。
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P228.4
【圖文】：

的修正效果較差；當修正指數(shù)０．４＜Ｃ／；＜０．６時，修正效果一般；０．６＜Ｃ／；＜１時，修正效果逡逑較好叫。逡逑本＾例所采用的數(shù)據(jù)所取的連續(xù)運行參考站的位置及計算結(jié)果如圖２．１和表２．１、表逡逑２．２所示：逡逑５５｜邐ｒｘ；￣￣逡逑．４５＇逡逑Ｓｉ邐廣ｕｒｕｍ＊逡逑＾邐＼邋ＷＵＳｉ＾邐ＢＪＳＨ，逡逑ｐ邋３５－邋Ｎｔａｓｈ－邋ｙａｎｃ＊邋〈逡逑４邐ＬＨＡＳ．邋ＷＵＨＮ＊邋ｉ逡逑１５－邐、ｉ－，逡逑７０邐８０邐９０邐１００邐１邋ｔｏ邋１２０邐１３０邐１４０逡逑Ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ邋／邋Ｄｅｇｒｅｅ逡逑圖２．１本算例所采用的連續(xù)運行參考站分布逡逑表２．１參考站經(jīng)緯度逡逑

圖２．２邋（ａ）多項式模型殘差絕對值分布散點圖逡逑Ｘ軸為點位序號；Ｙ軸為模型擬合結(jié)果殘差絕對值，單位為ＴＥＣＵ逡逑１４逡逑▲逡逑１２邋＊逡逑▲逡逑１0邐＊邋＊邐＊逡逑８邋？邋１邋＊逡逑＊＊邐４邐＊逡逑０邐１００邐２００邐３００邐４００逡逑圖２．２邋０））格網(wǎng)模型殘差絕對值分布散點圖逡逑Ｘ軸為點位序號；Ｙ軸為模型擬合結(jié)果殘差絕對值，單位為ＴＥＣＵ逡逑１０逡逑

邐電離層延遲改正模型分析邐逡逑８逡逑▲逡逑７邐▲邐Ａ逡逑６邋▲逡逑５邐４邐▲邐▲逡逑▲邋▲邋▲邋▲逡逑々▲▲▲▲▲邋▲邋▲逡逑０邐１００邐２００邐３００邐４００逡逑圖２．２邋（ａ）多項式模型殘差絕對值分布散點圖逡逑Ｘ軸為點位序號；Ｙ軸為模型擬合結(jié)果殘差絕對值，單位為ＴＥＣＵ逡逑

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 成躍進;;現(xiàn)代衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)發(fā)展介紹[J];空間電子技術(shù);2015年01期

2 暢鑫;張偉;;實時區(qū)域電離層TEC建模與單頻PPP實驗[J];大地測量與地球動力學;2013年05期

3 周偉莉;李素華;蔣美霞;;基于球諧函數(shù)模型的電離層預報[J];測繪信息與工程;2012年03期

4 陳鵬;姚宜斌;吳寒;;利用時間序列分析預報電離層TEC[J];武漢大學學報(信息科學版);2011年03期

5 劉軍;柴洪洲;常宜峰;唐江波;;改進的修正預測法預報電離層[J];測繪科學技術(shù)學報;2011年01期

6 孔慶顏;馮靜;柳文;凡俊梅;;電離層參數(shù)短期預報研究進展[J];地球物理學進展;2010年06期

7 鞏巖;黨亞民;;基于方差分析周期疊加外推法的電離層TEC短期預報研究[J];大地測量與地球動力學;2010年05期

8 何玉晶;楊力;;基于球諧函數(shù)模型的GPS電離層延遲改正分析[J];測繪科學;2010年04期

9 馮彥;安振昌;孫涵;毛飛;;中國地區(qū)地磁正常場模型研究[J];地球科學進展;2010年07期

10 李秀海;郭達志;張隨甲;;電離層TEC的預測模型[J];測繪工程;2010年01期

相關(guān)博士學位論文 前2條

1 章紅平;基于地基GPS的中國區(qū)域電離層監(jiān)測與延遲改正研究[D];中國科學院研究生院（上海天文臺）;2006年

2 袁運斌;基于GPS的電離層監(jiān)測及延遲改正理論與方法的研究[D];中國科學院研究生院（測量與地球物理研究所）;2002年

相關(guān)碩士學位論文 前5條

1 王松寒;區(qū)域電離層延遲改正及預報模型研究[D];東南大學;2016年

2 張祿;基于時間序列、神經(jīng)網(wǎng)絡、灰色和組合預測對電離層TEC的預測研究[D];南京信息工程大學;2012年

3 吳星;地球重力場調(diào)和分析方法研究[D];中國人民解放軍信息工程大學;2005年

4 羅東方;橢球界面下第三類邊值問題的積分解[D];中國人民解放軍信息工程大學;2005年

5 魯芳;電離層暴與行擾的GPS臺網(wǎng)監(jiān)測與分析[D];武漢大學;2004年

本文編號：2754907