星载单频 GPS低轨卫星精密测轨中电离层延迟的综合改正方案

车国伟李会成崔海月

摘要：本文主要研究星载单频 GPS低轨卫星精密测轨中电离层延迟改正方法，主要修正星载 GPS接收机运行轨道之上的电离层影响（即上部电离层延迟）。考虑了电离层精确分层问题。基于低轨卫星精密测轨的特点，提出一种低轨卫星载单频 GPS接收机进行精密的电离层延迟综合改正方案。

关键词：电离层延迟；卫星精密测轨；电离层改正

Abstract: This paper studies spaceborne single frequency GPS Low Earth Orbit Satellite Precise Orbit Determination of ionospheric delay correction method, the main to amendments the onboard GPS receiver orbit above the ionosphere (the upper ionosphere delay). It was having taken into account the ionosphere precision hierarchical problems. Based on the characteristics of the Precision Orbit Determination of LEO satellite, a LEO satellite contains a single-frequency GPS receiver precision ionospheric delay correction scheme.Key words: ionospheric delay; Satellite Precise Orbit Determination; ionospheric correction

中图分类号：P228.4 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

低轨卫星（LEO）的 GPS 定轨方法属于空基 GPS 定位类型，基本原理与地基 GPS 用户的定位方法是一致的，最大的不同在于大气延迟仅包含电离层延迟。低轨卫星轨道处在 350 公里左右的高空区域，它处在电离层活动最激烈的 F2 层区域。假设采用单频 GPS 接收机，无法自主校正电离层折射影响，所以 GPS观测信号中的上电离层延迟是其实现精密测轨的最主要、最棘手误差源。从可行性、精度与可靠性等方面综合考察，目前已有的各类的改正单频 GPS 观测信号中电离层延迟的经验模型和方法都不能满足这类低轨卫星测轨的高精度要求。而适用于地面单频用户的高精度电离层延迟改正方法(如 WAAS 系统提供的电离层延迟改正信息)又不能直接应用到空基 GPS 用户中，主要原因在于低轨卫星定轨中仅受上电离层延迟的影响，因而，必须对电离层进行高精度分层及高精度模拟上电离层延迟。所以，需根据低轨卫星单频 GPS 精密测轨的要求和特点，研究新方法，实现电离层延迟的高精度改正。……