《電離層形態對解算GPS系統硬體延遲精度的影響》是依託北京大學，由張東和擔任負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：電離層形態對解算GPS系統硬體延遲精度的影響
- 項目負責人：張東和
- 項目類別：面上項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
GPS系統硬體延遲估算是基於GPS數據提取電離層總電子含量過程中的重要步驟，對硬體延遲的估算誤差也是基於GPS數據提取電離層總電子含量的主要誤差源，對硬體延遲估算結果的分析有助於認識電離層總電子含量的精度和可套用範圍。本研究通過分析特殊電離層擾動期間利用GPS數據提取的硬體延遲的變化，明確電離層狀態對GPS系統硬體延遲估算的影響；通過對不同空間區域GPS數據提取的硬體延遲的統計分析，定量分析傳統硬體延遲估算方法得到的延遲精度；結合電離層隨太陽活動周、季節等的變化規律，統計研究電離層長期變化對硬體延遲估算結果的影響規律。通過不同電離層背景和擾動條件下的GPS硬體延遲估算誤差，分析基於GPS數據提取電離層總電子含量的精度，分析利用這類數據開展電離層擾動研究的可靠性。考慮電離層對硬體延遲估算結果的影響規律，建立穩定、準確的硬體延遲估算方法，提高基於GPS數據提取電離層總電子含量的精度。
結題摘要
GPS系統硬體偏差是利用GPS數據提取電離層總電子含量的主要誤差源,在利用GPS數據提取電離層總電子含量過程中,獲取GPS硬體延遲偏差是必備步驟。目前，獲得GPS系統硬體延遲偏差（包括衛星和接收機）的方法都要基於一定的電離層假設條件，如電離層緩變假設，電離層薄殼假設。但由於電離層存在著各種時空尺度的變化，這些變化會影響估算硬體延遲時的電離層假設條件，造成估算的硬體延遲偏差存在一定的誤差。本課題就是研究電離層形態對估算GPS硬體延遲偏差的誤差的影響。在前期針對電離層暴，電離層赤道異常峰兩種電離層形態對估算的硬體延遲偏差的變化性研究的基礎上，本項目開展了針對電離層日-日變化，電離層季節變化，電離層太陽活動周變化，以及電離層周日變化對估算的硬體延遲偏差精度的影響。主要結果包括：（1）基於白天的GPS觀測數據估算的硬體延遲偏差的均方差要大於基於夜晚的GPS觀測數據估算的硬體延遲偏差的均方差；（2）估算的硬體延遲偏差的穩定性存在著日-日變化性，太陽活動高年期間估算的硬體延遲偏差的穩定性要差於太陽活動高年的結果；（3）估算的硬體延遲偏差有季節變化特點，這是電離層季節變化造成的誤差；（4）估算的衛星硬體延遲偏差具有明顯的太陽活動周變化，這種變化與估算過程中假設所有衛星硬體延遲零均值假設以及衛星更換有關，但也與電離層長期變化的形態有關。電離層球殼高度是造成估算的硬體延遲偏差變化的原因之一，本課題還利用電離層-電漿模型分析了球殼高度取值對提取的電離層總電子含量精度的影響，從結果來看，目前的基於GPS數據提取電離層總電子含量方法中所用的球殼高度要低一些。通過本項目的研究，對基於GPS數據估算的硬體延遲的變化有了全面的認識，這些變化將會影響計算的電離層總電子含量的精度，對基於GPS數據提取的電離層總電子含量在電離層擾動和形態中研究結果的可靠性分析具有指導意義。
