高精度對(duì)流層延遲建模與應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-30 00:20
對(duì)流層延遲誤差是影響GNSS數(shù)據(jù)解算精度和PPP定位效果的重要因素。其中,較長(zhǎng)的收斂時(shí)間是限制PPP應(yīng)用發(fā)展的關(guān)鍵因素,實(shí)踐證明高精度對(duì)流層延遲的改正可有效縮短收斂時(shí)間。因此,研究并改正對(duì)流層延遲對(duì)改善GNSS導(dǎo)航定位效果具有重要意義。本文在研究GNSS對(duì)流層延遲的改正方法、修正模型類型及建模原理的基礎(chǔ)上,建立了高精度的全球、區(qū)域?qū)α鲗友舆t經(jīng)驗(yàn)?zāi)P汀4送?分析了不同全球?qū)α鲗咏?jīng)驗(yàn)?zāi)P偷木群瓦m用性,并將新建最優(yōu)模型應(yīng)用于PPP中進(jìn)行驗(yàn)證分析。本文具體研究?jī)?nèi)容及成果如下:(1)分析了澳洲大陸區(qū)域?qū)α鲗犹祉斞舆t的時(shí)空特征,建立一種基于多面函數(shù)和三角函數(shù)的對(duì)流層延遲改正模型AZTD。與GZTD、UNB3、UNB3m、UNB4模型進(jìn)行模型精度評(píng)定發(fā)現(xiàn),AZTD模型在澳洲區(qū)域的精度(Bias:-0.15cm,RMSE:5.24cm)相較于其他模型都有明顯提高,更適合于澳洲區(qū)域?qū)α鲗友舆t的精細(xì)改正。(2)由于GZTD模型將高程改正系數(shù)定為常數(shù),使得該模型在某些區(qū)域具有一定的局限性,本研究建立了顧及天頂延遲隨高度變化系數(shù)時(shí)空變化特征的全球?qū)α鲗友舆t模型R<...
【文章來源】:西安科技大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
全球探空站分布圖
3區(qū)域高精度對(duì)流層改正建模23圖3.2IGS測(cè)站分布圖當(dāng)某一區(qū)域有足夠多的GNSS測(cè)站時(shí),采用GNSS實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)建立區(qū)域?qū)α鲗痈恼P湍軌蛉〉昧己玫木。這是因?yàn)樵贕NSS數(shù)據(jù)處理中,數(shù)值氣象數(shù)據(jù)、探空站的觀測(cè)數(shù)據(jù)與GNSS數(shù)據(jù)存在一定的系統(tǒng)偏差。當(dāng)充分利用GNSS實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模時(shí),其效果與GNSS對(duì)流層延遲的符合性更好。3.1.2數(shù)據(jù)處理方法(1)由氣象數(shù)據(jù)獲取對(duì)流層延遲在2.1節(jié)提到對(duì)流層延遲可以通過大氣折射率在傳播路徑上的積分獲得。利用氣象數(shù)據(jù)采用積分法計(jì)算ZTD具體過程如下:616123210110topZTDNsdsNsnPeeeNkkkTTT(3.1)式中,k1=77.689K/hpa、k2=71.2952K/hpa、k3=375463K2/hpa;T為溫度;e為水汽壓。此外,本文考慮頂層以上存在部分干延遲量,利用Saastamoinen(1973)公式計(jì)算:12550.0022770.05TOPTOPTOPTOPZTDPeT(3.2)式中,PTOP、TTOP、eTOP分別為頂層氣壓、溫度、水汽壓。綜上,氣象測(cè)站點(diǎn)的天頂對(duì)流層總延遲為:totalTOP1TOPZTDZTDZTD(3.3)
3區(qū)域高精度對(duì)流層改正建模25分布的116個(gè)基準(zhǔn)站作為建模站,其余基準(zhǔn)站作為檢核站,將觀測(cè)站與澳洲周圍4個(gè)IGS跟蹤站聯(lián)合解算獲得絕對(duì)對(duì)流層延遲量。圖3.3澳洲CORS站及探空站分布圖本節(jié)使用GAMIT/GLOBK軟件對(duì)澳洲CORS站觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行天頂對(duì)流層延遲估計(jì),對(duì)流層參數(shù)選擇每小時(shí)增加一個(gè)待估參數(shù)。以澳洲區(qū)域的4個(gè)IGS站的對(duì)流層延遲產(chǎn)品作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)評(píng)估GAMIT的解算精度,結(jié)果表明GAMIT估算的ZTD精度在4mm左右,滿足建模數(shù)據(jù)精度要求,故實(shí)驗(yàn)分析將GAMIT解算的ZTD作為參考值。3.2.1澳洲區(qū)域ZTD時(shí)空特性建立高精度的對(duì)流層延遲模型需要精確了解對(duì)流層延遲量的時(shí)空變化特性。圖3.4給出了解算的2013-2017年澳洲MAIN、NMTN、NTJN站的對(duì)流層延遲時(shí)間序列圖。圖3.4MAIN、NMTN和NTJN站2013-2017年ZTD時(shí)間序列由圖3.4可知,該區(qū)域的對(duì)流層延遲量具有周期性,以年周期和半年周期變化為主。澳大利亞位于中低緯地區(qū),對(duì)流層延遲日變化強(qiáng)烈,為了研究其是否存在短周期變化,
本文編號(hào):2946606
【文章來源】:西安科技大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
全球探空站分布圖
3區(qū)域高精度對(duì)流層改正建模23圖3.2IGS測(cè)站分布圖當(dāng)某一區(qū)域有足夠多的GNSS測(cè)站時(shí),采用GNSS實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)建立區(qū)域?qū)α鲗痈恼P湍軌蛉〉昧己玫木。這是因?yàn)樵贕NSS數(shù)據(jù)處理中,數(shù)值氣象數(shù)據(jù)、探空站的觀測(cè)數(shù)據(jù)與GNSS數(shù)據(jù)存在一定的系統(tǒng)偏差。當(dāng)充分利用GNSS實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模時(shí),其效果與GNSS對(duì)流層延遲的符合性更好。3.1.2數(shù)據(jù)處理方法(1)由氣象數(shù)據(jù)獲取對(duì)流層延遲在2.1節(jié)提到對(duì)流層延遲可以通過大氣折射率在傳播路徑上的積分獲得。利用氣象數(shù)據(jù)采用積分法計(jì)算ZTD具體過程如下:616123210110topZTDNsdsNsnPeeeNkkkTTT(3.1)式中,k1=77.689K/hpa、k2=71.2952K/hpa、k3=375463K2/hpa;T為溫度;e為水汽壓。此外,本文考慮頂層以上存在部分干延遲量,利用Saastamoinen(1973)公式計(jì)算:12550.0022770.05TOPTOPTOPTOPZTDPeT(3.2)式中,PTOP、TTOP、eTOP分別為頂層氣壓、溫度、水汽壓。綜上,氣象測(cè)站點(diǎn)的天頂對(duì)流層總延遲為:totalTOP1TOPZTDZTDZTD(3.3)
3區(qū)域高精度對(duì)流層改正建模25分布的116個(gè)基準(zhǔn)站作為建模站,其余基準(zhǔn)站作為檢核站,將觀測(cè)站與澳洲周圍4個(gè)IGS跟蹤站聯(lián)合解算獲得絕對(duì)對(duì)流層延遲量。圖3.3澳洲CORS站及探空站分布圖本節(jié)使用GAMIT/GLOBK軟件對(duì)澳洲CORS站觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行天頂對(duì)流層延遲估計(jì),對(duì)流層參數(shù)選擇每小時(shí)增加一個(gè)待估參數(shù)。以澳洲區(qū)域的4個(gè)IGS站的對(duì)流層延遲產(chǎn)品作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)評(píng)估GAMIT的解算精度,結(jié)果表明GAMIT估算的ZTD精度在4mm左右,滿足建模數(shù)據(jù)精度要求,故實(shí)驗(yàn)分析將GAMIT解算的ZTD作為參考值。3.2.1澳洲區(qū)域ZTD時(shí)空特性建立高精度的對(duì)流層延遲模型需要精確了解對(duì)流層延遲量的時(shí)空變化特性。圖3.4給出了解算的2013-2017年澳洲MAIN、NMTN、NTJN站的對(duì)流層延遲時(shí)間序列圖。圖3.4MAIN、NMTN和NTJN站2013-2017年ZTD時(shí)間序列由圖3.4可知,該區(qū)域的對(duì)流層延遲量具有周期性,以年周期和半年周期變化為主。澳大利亞位于中低緯地區(qū),對(duì)流層延遲日變化強(qiáng)烈,為了研究其是否存在短周期變化,
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