《基於擬準像素的GNSS電離層層析成像新算法研究》是依託中國科學院精密測量科學與技術創新研究院，由霍星亮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於擬準像素的GNSS電離層層析成像新算法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：霍星亮
- 依託單位：中國科學院精密測量科學與技術創新研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
GNSS電離層層析成像技術可有效監測與反演電子密度的時空變化，引起越來越廣泛的重視。針對電離層層析系統中的不適定問題，本項目提出了基於電子密度擬準像素的電離層層析成像算法新思路：首先，依據電子密度在垂直高度上的變化梯度，設計並劃分非等間距的層析系統像素格網，提高電子密度的垂直解析度；在此基礎上，依據電離層時空變化活動規律與特性，將電離層層析系統電子密度像素分成擬準像素與非擬準像素兩部分，通過對擬準像素施加合理的約束(非數學意義上的強制附合)，克服電離層層析系統的秩虧問題，提高電子密度的反演精度與可靠性。本項目研究為有效克服電離層層析系統的不適定性開闢了新途徑，具有重要的學術意義，同時也在電離層擾動監測及延遲修正等領域具有良好的套用前景。
結題摘要
圍繞課題計畫，開展了如下研究：（一）GPS電離層層析算法研究：（1）提出顧及電離層層析反演算法中鬆弛因子對電子密度精度影響，建立基於經驗取值的新層析疊代模型，提高反演精度；（2）提出依據電子密度變化劃分不等間距像素格網方法，提高電子密度反演解析度並提升計算效率；（3）提出聯合地基/星載GPS掩星數據及低軌衛星定軌觀測數據進行電離層層析反演新方法研究，提高電子密度反演精度；（4）提出採用近似高斯距離加權函式的平均滑動視窗對電離層反演區域內的電子密度像素施加約束，克服在電離層觀測信息缺失區域反演電子密度結果與初值模型的依賴；（二）消除或減弱衛星頻間偏差影響的處理方法研究：（1）提出分步分離衛星頻間偏差與電離層參數的思路(IGGDCB法)，自適應選擇部分頻間偏差穩定性較好的衛星構造新“擬穩”基準，實現頻間偏差的精確估計，為利用北斗數據開展電離層層析技術研究奠定基礎；（2）針對我國北斗系統建設初期的衛星布設以GEO與IGSO為主，特別是GEO衛星的電離層觀測相對地面保持靜止，電離層觀測覆蓋區域有限且觀測數據量有限，造成北斗衛星儀器偏差難以準確確定的問題，提出GPS輔助北斗衛星儀器偏差精確確定新方法；（三）GPS電離層TEC反演模型及其評估研究：（1）利用TOPEX TEC數據分別從內符合精度與外符合精度的角度評估了當前IGS不同的電離層分析中心提供的GIM電離層產品以及IRI2012模型在中國區域的套用精度；（2）提出充分顧及我國北斗系統特點併兼容其它GNSS全球電離層TEC格網建立方法-SHPTS，使得全球電離層TEC格網的整體性能得到顯著提升；（3）充分挖掘GPS站坐標已知等多種先驗信息，提出採用多參考站GPS網數據以非差形式逐曆元估計站星電離層延遲的新方法。 此外，適度開展部分其它研究，包括：（1）分析不同電離層模型在我國低緯地區的套用精度；（2）提出基於參數重組估計電離層延遲及衛星相位偏差的新思路進而提高GPS-PPP收斂效率；（3）提出利用非組合GPS-PPP技術仿真多頻觀測數據的算法；（4）提出三頻非差周跳探測相位組合的優選新方法，實現對多頻GPS數據質量的有效控制；（5）研究利用北斗和GPS進行單點定位精度的差異及提高兩者組合定位性能的方法。 截止目前，發表論文14篇（其中SCI檢索6篇, EI檢索4篇），協助培養研究生7名（其中博士生5名；碩士生2名）。
