基于附加方位角参数的投影函数研究GNSS电离层TEC多层建模
批准号:
42074045
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
霍星亮
依托单位:
学科分类:
卫星大地测量学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
霍星亮
中文摘要
随着GNSS高精度位置服务需求的日益旺盛,对电离层延迟误差影响要求已经从趋势修正走向高精细化修正。针对当前影响与制约GNSS TEC建模精度的“电离层薄层假说”和“电离层变化各向同性假说”,考虑电离层TEC在南北方向的倾斜投影误差大的实际变化规律,本项目在参考椭球坐标框架下导出附加卫星方位角参数的电离层投影函数(AMF),理论上经典的三角投影函数是AMF函数在一定条件下的退化特例;在此基础上,充分利用GNSS/LEO异构星座具备的不同层电离层观测的独特优势,提出分步式约束优化的TEC多层建模思路,实现利用地基GNSS实测数据建立LEO虚拟观测信息并通过迭代优化估计不同层TEC之间合理比例约束,有望突破制约现有TEC建模的技术瓶颈,(特别是在低纬度提高)提高TEC建模精度和可靠性。
英文摘要
With the increasing demand of GNSS high-precision positioning services, the requirements of the impacts of ionospheric delay error correction has been shifted from trend correction to high-precision correction. This project aims at minimizing the impacts the “ionosphere thin layer hypothesis” and “ionospheric isotropy hypothesis” on the accuracy of GNSS TEC modeling. A mapping function with azimuth parameter (AMF) derived under the ellipsoidal coordinate frame is proposed considering that the ionospheric TEC mapping errors are largest in the north-south direction than those from other directions. In theory, the classic triangular mapping function for sTEC (line-of-sight TEC) to vTEC (vertical TEC) conversion is a special case of the AMF function in certain conditions. With the help of the AMF function and the GNSS/LEO unique heterogeneous constellations, a multi-layer TEC modeling algorithm of step-by-step constraint is proposed to reconstruct the LEO virtual observation using ground-based GNSS data, and the reasonable proportion constraints between TEC values from the thin shells at different ionospheric height layers are estimated through iterative processing. It is expected that the new algorithm can break through the bottleneck of TEC modeling, and to improve the accuracy and reliability of TEC modeling especially at low latitudes.
电离层延迟对全球卫星导航系统(GNSS)性能影响严重,尤其在高精度位置服务日益增长的背景下,电离层延迟的修正需求愈发迫切。本项目旨在建立高精度GNSS TEC投影函数与模型,提升多模多频GNSS定位性能,满足实时高精度电离层延迟修正的需求,取得了以下主要研究成果:(1)针对GNSS TEC投影函数在低高度角下的误差问题,提出了附加方位角参数的投影函数(APMF),显著降低了STEC转换误差,尤其在电离层活跃时段精度得到改善;(2)提出了双层TEC模型,捕捉电离层垂直结构时空变化,提高了在不同纬度地区GNSS TEC建模精度;(3)提出扩展的同步代数重建方法(ESART),提高了GNSS层析反演精度;(4)改进IRI-2016模型,通过优化IG12指数和内插方案,显著提升了IRI TEC在太阳活动高年与低年的精度;(5)开展了利用低轨LEO数据进行电离层建模与DCB估计研究,确定了最佳观测时长和球谐函数阶次,显著提高了DCB估计精度;(6)开展了GNSS TEC同化IRI电离层模型以及基于众包方法构建高分辨率空间电离层延迟信息研究。此外,拓展研究了GNSS中性大气及精密定位与定轨研究。研究成果在《Journal of Geodesy》、《Space Weather》、《Satellite Navigation》、《Advance in Space Research》等重要SCI学术期刊上发表论文16篇,推动了电离层建模与GNSS精密定位技术的发展,为相关领域的应用提供了理论与方法支持。合作培养博士研究生/硕士研究生10名,博士后1名。19人次参加国内外学术交流。
顾及电离层变化规律的自适应层析迭代反演算法研究
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批准号:41574033
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项目类别:面上项目
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资助金额:70.0万元
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批准年份:2015
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负责人:霍星亮
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依托单位:
基于拟准像素的GNSS电离层层析成像新算法研究
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批准号:41104012
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:26.0万元
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批准年份:2011
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负责人:霍星亮
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依托单位:
国内基金
海外基金