《BDS/GNSS對流層環境模擬與延遲修正新模型研究》是依託中國科學院精密測量科學與技術創新研究院，由李薇擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：BDS/GNSS對流層環境模擬與延遲修正新模型研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李薇
- 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
無線電信號的對流層延遲是高精度衛星導航定位的重要誤差源，通常採用模型修正對流層的影響。本研究將針對現有對流層模型的缺點與局限性，深入研究對流層環境精細模擬與延遲修正的各種新方法，提出一系列高精度、高時空解析度、顧及特殊對流層環境特徵、參數完備的新對流層模型，並在此基礎上發展全面的北斗/GNSS對流層服務。這些新方法包括新的對流層天頂延遲時間變化表征函式、最佳化的自適應空間格線、針對特殊對流層環境的建模方法、多數據融合下獲取高精度高解析度模型參數的方法、基於大氣觀測和氣象數值模型的對流層修正方法等。通過精密單點定位實驗評估新對流層模型的套用效果，獲取定位精度和收斂速度的全球長期統計結果。另外，還將開展利用智慧型移動設備輸出的氣象數據輔助對流層延遲修正的技術與方法研究。本研究對解決北斗衛星導航系統的對流層誤差修正問題具有較好的理論意義，研究成果有助於提升北斗相對於GPS等衛星導航系統的競爭力。
結題摘要
導航信號的對流層延遲是高精度BDS/GNSS套用中必須考慮和精確修正的誤差，也是地基GNSS氣象學的重要研究內容。本項目針對現有對流層修正方法的缺點，通過進一步研究對流層大氣變化特徵，提出了一系列新的對流層模型，提高了對流層延遲模擬精度，發展了全面滿足不同場景需求的北斗對流層服務。主要包括：（1）構建了基於高度特徵函式的對流層經驗模型IGGtrop_SH和IGGtrop_rH，較好地解決了對流層天頂延遲高度變化表征的難題，精度達到國際同類先進水平，具有參數數量少、高空無偏差等優點；（2）構建了能提供完備對流層大氣參數（氣壓、溫度、水汽壓、靜力學延遲、濕延遲、加權平均溫度等）的IGGatm和IGGatmHfit經驗模型，精度達到國際同類研究，IGGatmHfit模型參數數量僅為同類模型的1/5，實用性更強；（3）提出了基於廣域GNSS參考站網的實時/事後的對流層產品GTP，能提供平均精度優於2 cm、瞬時精度優於4 cm的對流層天頂延遲信息，GTP使精密單點定位中高程收斂速度提高50%以上；（4）針對中國特殊的對流層環境提出了局地對流層模型SAAS_S與CH_S，精度優於同類的Saas等模型，在中國南部地區的改進效果尤為顯著；（5）開展了對流層模型用於精密單點定位的研究，全面評估了IGGtrop等對流層模型的套用效果；（6）提出了以數據量較小的再分析大氣地表資料替代分層資料精確估計GNSS用戶大氣參數的方法，合理的高度歸算方法保證了大高差時的精確結果，能滿足無氣象觀測條件下GNSS對流層延遲修正、水汽反演等套用需求；（7）提出了讀取並校正智慧型移動設備的氣壓感測器數據輔助GNSS對流層修正的方法，有效提高了定位精度。以上研究採用創新的方法模擬對流層參數，能客觀反映大氣狀態特徵，提高了對流層延遲模擬精度與套用便利性，為北斗系統發展對流層修正服務提供了有益的基礎和借鑑。在此基礎上，還開展了地基GNSS氣象學及套用研究。建立了中國區域的加權平均溫度的格網模型，精度顯著優於國際常用模型；實現了基於實時數據流的GNSS水汽計算；生成了高精度（2 mm）、高時間解析度的青藏高原地區GNSS水汽產品，為亞洲水塔區水資源研究提供了數據資料。
