北斗格网电离层模型格网点计算方法研究
基于GIM的Klobuchar电离层模型的精度及影响因素分析

基于GIM的Klobuchar电离层模型的精度及影响因素分析林清莹;郭金运;闫金凤;沈毅;李旺【摘要】The Klobuchar model parameters provided by GPS broadcast ephemeris of the year of 2003-2014 were used to calculate the global ionospheric delay,and then analysed the precision of the Klobuchar model by referring high-precision global ionospheric maps (GIM) data issued by CODE,and explore the accuracy of the model correlated with the solar activity and geomagnetic activity.The results showed that Klobuchar model accuracy with solar ac-tivity and geomagnetic activity was negatively correlated according to the mean results of years’difference value.The period of Klobuchar model's precision is six-months and preci-sion of model is higher in January and July and lower in April and October according to the mea n results of months’difference value.Precision of Klobuchar model presents roughly symmetrical distribution in north-south hemispheres with low precision in the low latitudes and comparatively high precision in the mid-high latitudes in the spatial distribution,in solar and geomagnetic activity calm year,model accuracy are similar on global scale.%利用2003年-2014年的 GPS 广播星历提供的 Klobuchar 模型的参数,计算得到全球范围内的电离层延迟,以 CODE 发布的高精度的全球电离层图(GIM)数据作为参考,对 Klobuchar 模型进行时空精度分析,并探讨太阳活动和地磁活动与模型精度相关性。
基于GNSS数据的地震电离层扰动探测分析

基于GNSS 数据的地震电离层扰动探测分析严志文1,李征1,杨腾飞2(1.青海省自然资源综合调查监测院,青海西宁810000;2.西安市勘察测绘院,陕西西安710000)摘要:针对传统方法无法解决地震-电离层扰动探测参考背景值较低的问题,借助中国地震局全球卫星导航系统(GNSS )数据产品服务平台提供中国区域电离层格网数据(GIM ),基于滑动四分位距法对2020-06-26新疆和田地区于田县(35.73°N ,82.33°E )发生Mw6.4级地震进行地震-电离层扰动探测。
实验结果表明在震前3d 和震前7d 4个格网探测格网点均探测到地震-电离层扰动现象,且仅探测格网点(36°N ,82°E )在震前12d 探测出地震-电离层扰动现象,排除空间环境因素干扰后,判定此次电离层扰动现象可能是新疆和田地区于田县地震引起的。
关键词:滑动四分位距法;总电子含量;电离层;地震;扰动中图分类号:P228文献标志码:B文章编号:1672-4623(2022)04-0134-05收稿日期:2020-12-25。
doi:10.3969/j.issn.1672-4623.2022.04.028Analysis of Seismic Ionospheric Disturbance Detection Based on GNSS dataYAN Zhiwen 1,LI Zheng 1,YANG Tengfei 2(1.Qinghai Natural Resources Comprehensive Investigation and Monitoring Institute,Qinghai 810000,China;2.Xi'an Surveying and Mapping Institute,Xi'an 710000,China)Abstract:To solve the problem that the reference background value of seismic ionospheric disturbance detection is too low to be solved by tradi-tional methods,China regional ionospheric grid data (GIM)was provided by the Global Satellite Navigation System (GNSS)data product service platform of China Seismological Administration.Based on the sliding quartile distance method,the Mw6.4earthquake occurred in Yutian County (35.73°N,82.33°E)in Hotan region,Xinjiang on June 26,2020was studied with the sliding quartile method on ionospheric disturbance detec-tion.The experiment results show that the seismic ionospheric disturbance phenomenon was detected in all the four grid detection grid stores 3days before the earthquake and 7days before the earthquake,and only in the detection grid point (36°N,82°E)the seismic ionospheric distur-bance phenomenon was detected 12days before the earthquake.After excluding the interference of space environmental factors,we determined that the ionospheric disturbance phenomenon may be caused by the Yutian earthquake in Hetian area,Xinjiang.Key words:sliding quartile distance method,total electron content,ionosphere,earthquake,disturbance电离层是日地空间观测环境中的一个重要组成部分,研究表明地震孕育和发生过程中会引起震源上空电离层特征参量的异常变化,这种现象称为地震-电离层扰动现象,它是岩石圈-大气层-电离层通过某种途径耦合的结果,目前被认为是捕捉地震短临信息较有前景的手段之一[1-10]。
格网点电离层垂直改正误差分析及其改进算法研究

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41 ・
5ri. O卫 星再将 改正数 据播 发 给服 务 区 内的 n GE a
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的总数 。
4 )用 户 接 收 到 这 些 网格 点 电离 层 改 正 数 据 后, 利用其 电离层 穿透 点所在 网格 4个顶 点的改 正
关 键 词 :完 好 性 ; 用性 ; VE 可 GI
中图分 类 号 :P 5 32
文献 标 志码 : A
文章编 号 : 0 89 6 ( 0 1 0 —0 10 1 0 —2 8 2 1 ) 60 4 -5
0 引 言
广 域 差 分完 好 性 信 息通 常包 括 用户 差 分 伪距
式 为
定 义为概 率 9 . 的误差 限值 。 99
3 )这些 网格 点 电离层 改正 数据 经地 面 站上 行
传送 给静 地轨道 卫 星 ( O) 数据 更新 周期 为 2 GE , ~
收 稿 日期 :2 1 一 7 3 0 1O — O
联 系 人 :范 媚 君 Ema : g rt@ms.O I - i ma uae l n Ci T
格 网点 电 离 层 垂 直 改 正 误 差 分 析 及 其 改进 算 法 研 究
范媚 君 , 建 华 王 梦 丽 周 ,
( . 京 环 球 信 息 应 用 开发 中心 , 京 1 0 9 ; 1北 北 0 0 4
2 解 放 军 信 息 工 程 大 学 测 绘 学 院 , 南 郑 州 40 0 ) . 河 5 0 2
2 格 网 点 电离 层 垂 直 改 正 误 差 传 统 算 法
按照严 格完 善 性 要求 , 网点 电离 层 垂 直 改 格 正误 差 ( VE) 由一 路数 据形成 的 电离 层延 迟估 GI 是 计值 j ) 另一 路 的 观测 值 了 ( 与 。 ()之 间 的 残 。 差统 计得 到 , 9 . 的置信 度给定 ] 按 99 。对 于 t 时 刻 的格 网点 延 迟改 正 数 j )将 要 应 用 的 后 ( 。
基于水平约束条件的电离层格网模型

基于水平约束条件的电离层格网模型谢益炳;马强;陈荣【摘要】随着北斗工程的运营,如何建立中国区域实时或准实时电离层模型成为一个重要的研究方向.基于陆态网络实时双频观测数据,采用格网模型对中国区域电离层进行建模.在此基础上,加入水平约束条件,填充模型中存在的空格网值.结果表明:该方法是可靠的,与CODE提供的电离层产品相比,在扣除系统偏差后,精度为2 TECU左右.【期刊名称】《全球定位系统》【年(卷),期】2014(039)006【总页数】3页(P66-68)【关键词】GPS;垂直电子含量;陆态网络;电离层;格网模型【作者】谢益炳;马强;陈荣【作者单位】浙江华汇岩土勘测有限公司,浙江绍兴312000;绍兴市柯桥区土地测绘大队,浙江绍兴312000;浙江有色测绘院,浙江绍兴312000【正文语种】中文【中图分类】P228.40 引言电离层对无线电波的传播有着显著的影响,其引起的电离层时延是影响GPS测量、导航、定位与定轨精度的主要误差源之一。
电离层引起的距离误差一般在几米至几十米不等,这对于导航定位而言,这种误差是完全不能忽视的[1]。
随着中国探月工程和北斗工程等一系列现代科技手段的应用,掌握电离层的结构和规律,意义重大[2]。
目前普遍应用的电离层延迟改正模型是GPS广播星历文件中的Klobuchar模型,但其仅能改正50%左右[3];另外现有的电离层建模方法,一般是采用整体拟合大范围GPS观测资料,确定电离层模型参数,但其忽略了电离层的局部特性,限制了建模精度,不利于分析建模方法对模型求解精度的影响[4]。
国内外已经进行了大量的区域性GPS电离层活动监测、电离层TEC建模等研究。
刘经南等在1999年进行的中国区域分布式广域差分试验中采用了多项式展开模型[5];王刚,黄智等利用格网电离层模型对中国区域电子含量进行试算[6-7]。
本文基于格网函数模型,利用陆态网络200余个GNSS基准站的双频实测数据研究中国区域电离层模型。
地基GNSS区域电离层延迟实时格网算法研究

为简 化 , 以单 层模 型代 替 整 个 电离 层 。在该
单层 球 面上 , 按 5 。 ×2 . 5 。 的 间隔 把 球 面 分 割 成 一
定 数 量 的网格 , 在 网格 区域 ห้องสมุดไป่ตู้的 每个穿 刺点 上 , 利 用 双频 G NS S观 测值 、 相 位 平 滑 伪距 获 取 电离层
电离层延 迟是 G NS S定位 的 主要误 差源 。
反映全 球 电离 层延迟 平均 状态 的 经验模 型 虽然 简
本 文使 用 C O DE提 供 的 P。 一P 、 c 一P。 和 P 一c 时 延 偏 差 产 品 改 正 由不 同 频 率 观 测 值 ( C 、 P ) 引起 的硬件 延 迟偏差 嘲 :
文章 编号 : 1 6 7 1 - 5 9 4 2 ( 2 0 1 6 ) 0 1 2 — 1 0 6 9 — 0 4
地基 G N S S区域 电离层延迟实时格 网算法研究
王 倩 章 红 平 黄 玲 李 东俊
1 武 汉 大 学 GNS S研 究 中心 , 武汉市珞喻路 1 2 9号 , 4 3 0 0 7 9 2 航天恒星科技有限公司 , 北京市知春路 8 2号 , 1 0 0 0 8 9
第 3 6卷 第 l 2 期 2 0 1 6 年 1 2月
大 地 测 量 与 地 球 动 力 学
J o u r n a l o f Ge o d e s y a n d Ge o d y n a mi c s
Vo 1 . 36 NO .1 2
De c ., 2 O1 6
测 方程 :
VTEC I P P— b 一
大气电离层对GPS测量影响的探讨

大气电离层对GPS测量影响的探讨作者:相祥相虎张显如来源:《科技资讯》 2012年第2期相祥1 相虎1 张显如2(1.江苏苏州地质工程勘察院江苏苏州 215129; 2.苏州荣帆建设工程有限公司江苏昆山 215300)摘要:本文从GPS测量误差来源出发,详细的分析了大气电离层的结构、电离层的折射延迟数学表示方式以及延迟对GPS测量的具体影响。
最后,本文深入探讨了格网模型修正电离层延迟的方法,提出了站际分区新型格网模型值的具体确定方法,并通过实际试验得到数据证明了该方法的优越性。
关键词:电离层 GPS测量格网模型中图分类号:P288.4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)01(b)-0006-03随着科学技术的快速发展,GPS技术应用的日益广泛,尤其是在测量领域,人们对GPS误差精度要求越来越高,因此GPS误差源的研究成为了热点课题之一。
其中大气电离层的折射延迟就是造成GPS测量的主要误差之一,对电离层影响GPS测量的因素进行深入探讨,从而建立电离层的修正模型是提高GPS测量精度的重要途径。
1 电离层延迟及其对GPS测量的影响1.1 电离层的概述电离层是大气层的一部分,它离地球表面的高度在60km~1000km之间。
电离层的形成来源于大气分子和原子在太阳的紫外线、X射线和高能粒子的作用下电离,产生自由电子和正负离子,从而形成的从宏观上说仍然是中性的等离子体区域。
电离层电离的强度由大气中电子密度反映出来,电子密度随着高度的变化而变化,这种变化主要取决于太阳辐射的能量强度以及大气的密度。
按照电子密度峰值区域的高度,整个电离层又可相应地分为四个层,由低向高分别称为D层、E层、F1层、F2层。
各层之间没有明显的分界线,也没有非电离的空气间隔,每一区域都有电子密度的最大值,整个电离层的电子密度最大区域在F2层。
F2层以上的电子密度随高度的增加而缓慢地减小。
正是因为电离层中含有大量的电子,使得电离层对GPS的电磁波的传播产生色散。
基于北斗的SBAS保护级算法研究

基于北斗的SBAS保护级算法研究于耕;李大武;陈志强【摘要】随着国际导航事业的迅猛发展,中国基于北斗的星基增强系统(BD-SBAS)的研究也迫在眉睫,其中完好性性能指标一直是实际应用中关注的重点,它是衡量卫星导航系统性能可靠性的重要标志.而完好性的两个主要指标:水平保护级(HPL)和垂直保护级(VPL)的算法也成为研究的重点.利用大地参考基站的数据并按照一定的算法可计算出HPL与VPL的值.研究表明,计算出的水平与垂直保护级结果符合高精度导航进近的要求,从侧面证明了在中国北斗基础上搭建的星基增强系统同样可以被实际运用,而且精度很高,达到三类进近要求.【期刊名称】《沈阳航空航天大学学报》【年(卷),期】2018(035)003【总页数】6页(P66-71)【关键词】北斗导航星基增强系统;完好性;保护级;算法【作者】于耕;李大武;陈志强【作者单位】沈阳航空航天大学民用航空学院,沈阳110136;沈阳航空航天大学电子信息工程学院,沈阳110136;中国国际货运航空有限公司飞行技术部,北京100621【正文语种】中文【中图分类】V249.32+9完好性指的是卫星导航系统由于自身或外界的影响停止导航服务亦或保护级异常发出告警信号的情况下,系统能够自我检测与报警的能力。
它是衡量导航系统优劣的重要指标,对于用户的生命财产安全有着重大影响。
当前运用广泛且成熟的完好性算法主要有接收机自主完好性监测(Receiver Autonomous Integrity Montior,RAIM)及地面完好性通道(Ground Integrity Channel,GIC),前者属于用户终端的性能要求,后者属于系统顶层设计的范畴[1]。
完好性的好坏主要由报警阈值、告警时间以及完好概率等指标来反应,而无论采用何种完好性算法,针对不同星座数目计算出的结果都会不尽相同[2-3]。
完好性相关参数的计算是当前完好性研究的热点。
某种程度上,导航系统的完好性水平是用户最为关注的指标。
全球电离层图和国际参考电离层在中国区域的评估

1 引言
电离层观测是研究电离层的重要手段,目的是 为了获取电离层有关的物理参数[1 - 3]。电离层测高 仪是电离层地面观测最直接最常使用的设备,它能 获取电离层 E / F2 层临界频率、E / F2 层峰值高度、 F2 层剖面厚度与形状参数、回旋频率、电子含量等 参数,但只能获得观测台站所在的固定地理位置上 电子密度的时空分布,难以获得大范围的电离层空 间结构以及电离层 D、E、F 层的谷区等信息[4,5]。为 了满足应用需求,研究人员依据电离层的物理特性 以及各种观测数据,构建了各种电离层模式,如全球
10. 639
MHT-IRI2011 7. 221 56 27. 441 3
7. 623
ZLT-IRI2007 4. 3635 8 34. 693 9
7. 698
ZLT-IRI2011 - 5. 204 1 34. 116 0
6. 986
FKT-IRI2007 33. 338 6 53. 747 2
的观测时刻与 TEC 值。
国际参考电离层模型的最新版是 IRI2011,其最
主要的更新是构建了基于神经网络模型的 F2 层峰
值密度和高度。此外,对电子温度和离子成分也做 了改进[9]。
3 数据分析
3. 1 电离层测高仪数据分析
从子午工程数据中心获得 2011 年漠河( MHT) 、 左岭镇( ZLT) 、富克( FKT) 三个台站( 图 1) 的电离层 测高仪数据。有效观测数据的时间分布如图 2,各台 站 F2 层峰值密度( NmF2) 、F2 层峰值高度( hmF2) 如 图 3 。由 图3 可 知 ,F2 层 峰 值 密 度 随 纬 度 增 加 而 减
由表 1 可知,全球电离层图比国际参考电离层 更接近于中国区域实测电子含量,其偏差均方根约 5TECU,相对误差均值约为 23% 。而国际参考电离 层是一种经验模型,无法反映真实的电离层变化,故 与实测 TEC 存在较大的偏差。同时,由于 IRI2011 采用了更 多 的 观 测 数 据 以 及 更 好 的 数 学 模 型,比 IRI2007 能够更好地反映电离层的平均变化,其偏 差均方根约 10TECU,相对误差均值约 27% 。
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中文 引用 格 式 :于 耕 , 曲歌 .北 斗格 网 电离 层 模 型格 网点 计 算方 法 研 究 【 J 】 . 电 子技 术 应 用 , 2 0 1 7, 4 3 ( 6 ) : 1 5 —1 8 .
英 文 引 用 格 式 :Y u G e n g , Q u G e .T } l e l  ̄ s e a r c h o f I G P a l g o r i t e r i c m o d e l c o r r e c t i o n i n B D S [ J ] . A p p l i c a t i o n o f
Y u G e n g , Q u G e 。
( 1 . S c h o o l o f C i v i l A v i a t i o n, S h e n y a n g Ae r o s p a c e Un i v e r s i t y, S h e n y a n g 1 1 0 1 3 6, C h i n a; 2 . S c h o o l o f El e c t r o n i c I n f o r ma t i o n E n g i n e e in r g, S h e n y a n g Ae r o s p a c e Un i v e r s i t y, S h e n y a n g 1 1 01 3 6, C h i n a )
A e r o s p a c e E l e c t r o n i c T e c h n o l o g y
特约主编 于登云 I技 l专 术 栏
北 斗格 网电离层模型格 网点计算方 法研究
于 耕 , 曲 歌
( 1 . 沈 阳航 空 航 天 大 学 民用 航 空 学 院 , 辽宁 沈阳 1 1 0 1 3 6; 2 . 沈 阳航 空 航 天 大 学 电子 信 息工 程 学 院 , 辽宁 沈 阳 1 1 0 1 3 6 )
Ab s t r a c t : B a s e d o n t h e g r i d i o n o s p h e ic r c o r r e c t i o n a l g o i r t h m o f BDS B AS, t h e p a p e r d i s c u s s e s h o w t o c a l c u l a t e t h e I GP v e r t i c a l
t h a t g id r i o n o s p h e r i c mo d e l i s a k i n d o f h i g h a c c u r a c y i o n o s p h e i r c d e l a y c o r r e c t i o n a l g o r i t h m a n d t h e d e l a y o f i o n o s p h e r i c g na i s
摘
要 :基 于 北 斗 导 航 系统 星 基 增 强 系 统 的 格 网 电 离层 模 型 修 正 算 法 ,讨 论 了 由 穿 透 点 处 的 垂 直 延 迟 计 算 格 网 点
处 垂 直 电 离层 延 迟 的 计 算 方 案 , 并 检 验 了格 网 电 离层 垂 直 延 迟 修 正误 差 GI V E。 结果表 明 , 格 网 电 离层 修 正 算 法 是 一 种 精 度 较 高 的 电 离层 延 迟 修 正 法 ,选 取 格 网 点 附 近 参 考 站 的 可 用 数 据 计 算 出 的 格 网 点 垂 直 延 迟 值 更 接 近 真 实延 迟
值 , 进 而 有 利 于 获 得 高精 度 的 电 离层 改 正 效 果 , 证 明 了 电离层格 网点 的延迟 值是 建 立格 网模型 的 关键 ; 修 正 误 差 在
正 常 范 围 内, 验 证 了 算 法在 中 国地 区 的 可 行 性 , 也说明了 G I VE 算 法 能 够 以 9 9 . 9 %的 置 信 度 限 定 格 网 点 电 离 层 延 迟
改正 误 差。
关 键 词 :北 斗 导 航 星 基 增 强 系统 ( B D S B A S) ; 格 网 电 离层 模 型 ; 格 网点 垂 直 延 迟 ; G I V E
中 图 分 类 号 :T N 9 6 7 。 1
文 献 标 识 码 :A
DOI : 1 0 . 1 6 1 5 7 / j , i s s n. 0 2 5 8 — 7 9 9 8 . 2 0 1 7 . 0 6 . 0 0 4
i o n o s p h e i r c d e l a y b y t h e I P P v e r t i c a l i o n o s p h e i r c a n d t e s t s t h e g i r d p o i n t i o n o s p h e i r c v e r t i c a l d e l a y e ro r( GI VE) . T h e r e s u h s s h o w
E l e c t r o n i c T e c h n i q u e , 2 0 1 7, 4 3 ( 6 ) : 1 5 —1 8 .
T h e r e s e a r c h o f I GP a l g o it r h ms f o r g i r d i o n o s p h e r i c mo d e l c o r r e c t i o n i n B DS