針對目前基于GNSS觀測數(shù)據(jù)的對流層天頂總延遲（ZTD）模型缺乏有效質量控制手段的現(xiàn)狀,提出了一套綜合考慮數(shù)據(jù)量、網(wǎng)格分辨率以及模型穩(wěn)定性的ZTD建模質量控制方法,并采用內華達大地測量實驗室（NGL）解算的高空間分辨率GNSS對流層數(shù)據(jù),選取了近十年德國及周邊區(qū)域[47°N-55°N,5°E-15°E]183個測站的實測ZTD,對該方法進行了校驗。實驗結果表明:在該質量控制方法下建立的新模型精度穩(wěn)定,平均均方根誤差（RMS）為3.4 cm,相對于UNB3m、EGNOS、GPT2w+Saas平均改善了42.4%、35.8%、33.3%。本文提出的質量控制方法有效提升了基于GNSS觀測數(shù)據(jù)的ZTD模型的性能,對于ZTD建模研究具有一定的參考價值。 

【文章來源】：宇航學報. 2020,41(09)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

模型建立與使用流程圖

圖2中柱狀圖為所選測區(qū)內各個測站數(shù)據(jù)可用時間的頻數(shù)分布直方圖,從圖中可知各個測站之間可用數(shù)據(jù)差異較大。前人的研究中[4,21],僅簡單剔除了數(shù)據(jù)量偏少的測站,未在數(shù)據(jù)量的選擇對建模精度的影響上進行深入研究。為了解決不同數(shù)據(jù)量的測站用來一起建模是否合理、數(shù)據(jù)量越多是否越有益于提高模型精度等質量控制問題,實驗選取了數(shù)據(jù)量滿10年的15個測站,計算了分別使用1年至10年數(shù)據(jù)量建模,測站的平均擬合RMS值,結果如圖2所示�？梢园l(fā)現(xiàn),隨著數(shù)據(jù)量的增多,RMS值在增大,幅度約為0.8 mm/年,但在數(shù)據(jù)量超過4年后,RMS逐漸平緩。由此可以得到結論:1)ZTD在年與年之間存在差異,這種差異在數(shù)據(jù)量超過1年的情況下會使得RMS值變大;2)這種差異的周期約為4年,在數(shù)據(jù)量超過4年后,RMS值趨于平緩,因此在數(shù)據(jù)量的選取上,建議不超過4年;3)這種差異的幅度為毫米級,將不同數(shù)據(jù)量的測站一起建模對精度影響有限。在本文中,考慮到在時間序列擬合過程中使用了年周期擬合模型,實驗對217個測站進行篩選,在剔除數(shù)據(jù)量不足1年的測站后,選取了2015-2018共4年期間183個測站的ZTD數(shù)據(jù)進行建模。表1 NGL解算的德國區(qū)域IGS測站ZTD精度Table 1 ZTD accuracy of the IGS station in The German region calculated by NGL(mm) FFMJ HUEG LEIJ POTS PTBB WARN WTZA WTZR WTZS WTZZ Mean BIAS 1.15 0.43 1.66 -0.65 1.89 0.79 0.94 0.94 0.82 0.77 0.87 RMS 4.03 3.86 4.68 4.25 4.61 3.52 3.58 3.40 3.36 3.46 3.88

由1.3節(jié)可知,建模數(shù)據(jù)時長的增加并不能有效地提高模型精度,可見ZTD具有較高的穩(wěn)定性。為了檢驗該結論并探究模型精度在模型使用過程中隨時間的變化,實驗選取了數(shù)據(jù)量滿10年的15個測站2009-2012年共4年的數(shù)據(jù)進行建模,然后對2013-2018共6年時間的ZTD進行預報。圖3為15個測站的預報殘差平均值的時間序列,圖中點劃線為殘差序列的線性擬合,可以發(fā)現(xiàn),在長時間的預報過程中殘差序列存在逐漸變大的趨勢,殘差序列變化率為1.42 mm/年。考慮到模型精度為厘米級,該趨勢變化并不大,模型精度整體相對穩(wěn)定,無需頻繁(每年)更新,該模型可以在建模后的較長一段時間以其標稱精度提供服務。2 結果與討論

【參考文獻】：
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本文編號：3515941