基于北斗GEO的电离层延迟修正方法比较与分析

薛凯敏,刘瑞华,王剑

(中国民航大学,电子信息与自动化学院,天津300300)

0 引 言

目前,全球导航定位技术迅速发展,我国的北斗卫星导航系统也已经按计划进入第三阶段的组网建设。为提高导航定位精度,需要减少或消除导航定位中的各类误差,导航信号传播路径中的电离层延迟是其中重要一项[1]。当前,各卫星导航系统和差分增强系统采用的电离层延迟修正方法有所不同,总体而言,应用较为广泛的有双频改正法、电离层模型法和格网改正法[2]。北斗卫星导航系统和全球定位系统(GPS)采用在长期观测数据基础上形成的经验模型Klobuchar模型来修正电离层延迟误差,从大尺度上保证了电离层预报的可靠性,在中纬度地区的改正效果一般在60%左右[3]。国内外众多学者在这方面进行了探讨与研究:霍星亮在其博士论文中提到基于长时间序列的电离层球谐函数系数与快速傅里叶变换法得到的广播电离层模型[4];章红平等提出的改进的Klobuchar模型,它是在原有8参数的基础上,顾及初始相位和夜间平场的14参数广播模型[3];李维鹏等利用松弛搜索方法来精化Klobuchar模型的参数[5];Schaer利用事后的欧洲定轨道中心(CODE)全球格网模型对Klobuchar模型参数进行优化,并给出预报的广播模型参数[6]。基于不同频率载波信号穿过电离层时产生的延迟量不同的原理,双频改正法利用双频伪距或载波相位观测量修正电离层误差,在全球范围内也得到广泛使用[7]。为对比两种方法在特定区域的修正效果,为天津地区提供有效的区域电离层误差修正方案,利用接收机采集到的卫星导航实测数据对两种方法进行分析计算,并以IGS发布的电离层格网数据为参考值对两种方法得到的结果对比分析。……