低高度角GPS观测值对提高对流层延迟精度的研究

摘要

随着GPS测量技术迅猛发展,GPS定位精度要求也越来越高,同时近几年地基GPS气象学的异军突起,使得GPS测量中得到的对流层延迟产品得到进一步利用。在 GPS测量中,对流层延迟一直是困扰测量精度,尤其是精密测量精度的最主要的原因,因此人们试图从各个方向研究对流层延迟。在对流层延迟模型上不断探讨和创新中,发现水平梯度在对流层延迟中的影响不可忽视,考虑了水平梯度的对流层延迟改正模型明显提高了对流层延迟估计精度,进而可以满足高精度GPS测量。而低高度角GPS观测值可以较好改善卫星几何图形强度,使得多余观测值个数增多,并且包含较多的大气信息。因此,本文结合低高度角GPS观测值和水平梯度模型,系统的分析了对流层延迟模型以及水平梯度模型与高度角之间的关系,探讨低高度角 GPS观测值对水平梯度和对流层延迟精度的影响。
　　本文研究的主要内容有:
　　(1)研究低高度角GPS观测值对估计水平梯度参数的精度的影响。首先分析水平梯度模型原理,根据梯度模型探讨高度角与水平梯度的关系。利用全球IGS站的站点数据通过Bernese软件进行数据处理,结合图表比较分析在不同截止高度角下的水平梯度参数 RMS,得出结论:随着截止高度角的增大,水平梯度参数的误差也随之变大,当截止高度角过小时,梯度参数误差基本没有变化。如果需要获得较好的水平梯度参数,可以考虑选取截止高度角为5°,使用尽可能多的低高度角观测数据,提高水平梯度估计精度。
　　(2)研究低截止高度角下水平梯度的特性。通过分析水平梯度的特性,实验利用不同纬度测站数据,截止高度角为5°,估计水平梯度参数,比较分析不同纬度下的水平梯度参数估值和 RMS,最后得出结论:随着纬度由高到低,水平梯度参数估值由小变大。中纬度测站得到的水平梯度参数估值的误差最小,低纬度测站水平梯度参数估值误差最大。通过实验分析客观上证明了水平梯度的地区性特性。
　　(3)研究低截止高度角对考虑水平梯度的对流层延迟精度的影响。首先分析高度角与天顶延迟模型及映射函数之间的数学关系,通过实验结果比较不同截止高度角下对流层天顶延迟与 IGS发布的天顶延迟的偏差,并且对不同截止高度角下对流层天顶延迟误差比较分析。实验结果表明:通过外符合精度验证实验得出的对流层天顶延迟精度较好。截止高度角选取较大时,会使得天顶延迟误差增大,适当降低截止高度角可以有效改善延迟误差。综合分析,截止高度角选取5°可以获得较好精度的对流层延迟估值。

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第一章绪论

1.1研究的背景及意义

1.2研究现状

1.3本文研究的目的与内容

第二章 大气对流层的基本理论及高度角对数据处理影响

2.1 大气对流层的基本理论

2.2 高度角与GPS数据处理的关系

2.3 本章小节

第三章 对流层延迟及水平梯度的理论分析

3.1对流层延迟原理及对GPS数据处理的影响

3.2 对流层延迟改正方法

3.3 对流层延迟模型

3.4 水平梯度

3.5 本章小节

第四章 实例低截止高度角GPS数据处理和结果分析

4.1 实验数据处理软件

4.2 实验算例及结果分析

4.3 本章小节

第五章 结论与展望

5.1 本文结论

5.2 展望

参考文献

个人简历、申请学位期间的研究成果个人简历

致谢