测距电离层延迟误差分析.
GNSS导航定位误差分析
ds
电离层对相位和码伪距观测值的影响大小（近似）相等，符号相反。
Ne 为电子密度(electrons/m3)且为正值，因此对码伪距的延迟量 g为正 （延迟）、对相位观测值的延迟 p为负（提前）。
3.1 电离层误差(IV)
电离层延迟与总电子含量（TEC）
1）TEC总电子含量（Total Elctron Content）
在天顶方向上的延迟量约为2m，并且随着站星视线天顶距的增加而增 大。对于卫星高度角仅有几度的卫星，GPS信号的电离层延迟可以达到 数m。
一般来讲，对流层延迟与温度、气压、湿度以及GPS天线的位置有关。
3.2 对流层误差(II)
对流层延迟与大气折射
1）折射指数与折射率
折射指数 n （refractive index）
4）提供的卫星轨道精度较差，目前约为 ~ 1 m。
brdc2090.07n
2.1 卫星轨道误差(III)
精密星历
1）主要由IGS （International GNSS Service）提供；
2）以一定的时间间隔给出卫星在空间的三维坐标及其运动
速度，由用户进行内插后求得观测时刻 ti 卫星在空间的位 置及运动速度；
R -- 改正项
测站高H 和卫星天顶距z 的列表函数，可通过插值得到。
3.2 对流层误差(III)（续）
在模型中，可以使用气压、温度、湿度的实测值，或者使用由 标准大气模型得到的值，公式如下：
H0 0m
P0 1013.25mbar
T0 18 C
Rh0 50%
P P0 1 0.000226(H H0 ) 5.225 T T0 0.0065(H H0 )
GPS测量原理及应用备课课件(最新)第七章：GPS测量误差分析
卫星钟差可通过下式得到改正：
ts a0 a1(t t0 ) a2 (t t0 )2
式中t0为一参考历元，系数a0、a1、a2分别表示钟在t0时刻 的钟差、钟速及钟速的变率。这些数值由卫星的地面控制 系统根据前一段时间的跟踪资料和GPS标准时推算出来， 并通过卫星的导航电文提供给用户。
经上述钟差改正后，各卫星钟之间的同步差可 保持在20ns以内，由此引起的等效距离偏差不超过 6m。卫星钟差或经改正后的残差，在相对定位中可 通过差分法在一次求差中得到消除。
相对定位：
利用两站的同步观测资料进行相对定位时，由于星历误 差对两站的影响具有很强的相关性，所以在求坐标差时，共 同的影响可自行消去，从而获得高精度的相对坐标。根据一 次观测的结果，可以导出星历误差对定位影响的估算式为：
由卫星星历误差所引起的基线误差
卫星星历误差
基线长
卫星至测站的距离
3）削弱星历误差的方法：
卫星钟差是GPS卫星上所安装的原子钟 的钟面时与GPS标准时间的误差。
卫星钟采用的是GPS 时，但尽管GPS卫星均设 有高精度的原子钟（铷钟和铯钟），它们与理想的 GPS时之间仍存在着难以避免的频率偏差或频率漂 移，也包含钟的随机误差。这些偏差总量在1ms以 内，由此引起的等效距离可达300km。
对流层延迟的90%是由大气中干 燥气体引起的，称为干分量；其 余10%是由水汽引起的，称为湿 分量。由于大气层中的水汽分布 在时间和空间上变化很大，其折 射误差很难准确预测，所以湿分 量成为限制对流层延迟改正精度 的主要因素。
◆对流层对信号的影响与信号的高度角有关， 在天顶方向，信号穿过对流层的路线最短，其 时延值约为2.3m，随着天顶距的增加，时延也 加大，在地面方向最大，约为20m。 这对于 GPS导航和低精度定位而言可以满足其精度要 求，所以此时可以不考虑该项误差。但对高、 中精度的定位测量而言，则必须顾及对流层误 差，尤其是它对垂直分量影响较大，如果对流 层天顶时延有1cm的误差，则将导致垂直分量 产生3cm的误差。
GNSS测量误差的来源与分析方法研究
GNSS测量误差的来源与分析方法研究近年来，全球导航卫星系统(GNSS)在现代测量与导航领域起到了至关重要的作用。
然而，由于各种误差的存在，GNSS测量结果往往无法完全准确。
因此，深入研究GNSS测量误差的来源和分析方法对于提高测量精度、减少误差具有重要意义。
一、GNSS测量误差的来源由于GNSS测量受到多种因素的影响，导致测量误差的产生。
这些误差可以分为系统误差和随机误差两类。
1. 系统误差系统误差是由GNSS系统自身的特性引起的误差。
比如，钟差误差、电离层延迟、大气湿延迟等。
首先，由于卫星钟的频率稳定性有限，卫星钟差引起的误差是非常常见的。
其次，由于电离层对电磁波的传播具有一定的影响，导致信号传播路径长度发生变化，进而引起测量误差。
此外，大气中的湿度也会对信号传播产生影响，从而引起大气湿延迟误差。
2. 随机误差随机误差是一种无规律的误差，很难被准确预测。
随机误差的来源包括多路径效应、多普勒频率偏移、观测器误差等。
首先，多路径效应是由信号在传播过程中遇到反射、绕射等导致信号路径变化的现象，导致信号到达接收器的时间有所延迟。
这会造成测量结果的误差。
其次，多普勒频率偏移是由于卫星与接收机之间的相对运动引起的，这也会对测量结果产生一定的影响。
此外，观测器自身的误差，如观测器钟差、观测器天线相位中心偏差等也是随机误差的重要来源。
二、GNSS测量误差的分析方法为了准确分析GNSS测量误差，科学有效的分析方法显得非常重要。
下面将介绍几种常用的分析方法。
1. 差分测量差分测量是通过测量两个或多个接收器之间的相对位置差异，排除掉公共误差，从而获得较高精度的定位结果。
相对于单点测量，差分测量能够有效消除大部分系统误差和一部分随机误差，提高测量精度。
此外，差分测量还可以用于解决一些特殊的测量需求，如动态测量、快速初始化等。
2. 卡尔曼滤波卡尔曼滤波是一种常用的状态估计方法，广泛应用于GNSS测量数据分析。
其基本思想是通过不断更新系统状态，利用历史观测数据来进行误差补偿，从而提高定位精度。
区域电离层建模
区域电离层建模摘要：电离层延迟误差是GPS 定位中的一项重要误差源，自从2000年5月美国取消了SA 政策后，电离层延迟误差改正显得尤为重要。
通常我们都是选取合适的模型来消除电离层，本文的目的就是系统性论述电离层常用模型，已经对某个特定区域进行TEC 建模的方法，并用数据进行了验证。
关键字：电离层；误差；TEC ；建模 引言电离层是高度在60-1000km 间的大气层，当GPS 卫星所发射的信号穿过电离层时，其传播速度会发生变化，变化程度取决于电离层中的电子密度和信号频率，从而使得信号的传播时间't ∆乘上真空中的光速c 后所得到的距离'ρ不等于从信号源至接收机的几何距离ρ，其造成的误差一般在白天可达15m ，夜晚可达3m ；在天顶方向最大可达50m ，在水平方向最大可达150m ，因此必须对电离层延迟加以改正。
一、电离层介绍电离层是一种含有较高密度电子的弥散性介质，电磁波在电离层中的传播速度G V 与群折射率G n 为：)28.401(2--==f N C n Cv e GG 式中，e N 表示电子密度（电子数/3m ），f 为信号的频率（Hz ），C 为真空中的光速。
在进行伪据测量时，P 码以群速度G V 在电离层中传播，若伪据测量中测得信号的传播时间为t ∆，那么卫星值接收机的真正距离ρ为：ds N f C ds N fCt C dtV s e s e tG ⎰⎰⎰-=-∆==∆''2228.4028.40ρρ 由上式可以看出，电离层延迟的大小与电离层中的电子密度（TEC ），令⎰=se dSN TEC则我们称TEC 为总电子含量。
它表示沿着卫星信号传播路径s 对电子密度e N 进行积分。
由此可见电离层改正的大小主要取决于信号传播路径上电子总量和信号频率。
由公式可知，伪据测量中的电离层群延迟改正g )(ion ∆为：TEC fG ion 24028.0)()(-=∆米 式中，TEC 以1610个电子/3m 为单位，信号频率f 以GHz 为单位，其电离层延迟改正分别为：TECm TEC m L ion L ion 267286.0)()(162292.0)()(21=∆=∆根据电离层特性，TEC 主要集中在电离层的F 层，他在300km~500km 达到最大值，因此我们假定F 层的某一个高度处，所有的自由电子大部分都集中在一个厚度为无限薄的球壳上，距离地面约为375km ，此即电离层单层模型SLM 。
GPS测量误差分析及控制
（ 哈尔滨市勘察测绘 研究院 ， 黑龙江 哈尔滨 １各种主要误 差来源、 Ｐ 特点及影响 ， 出减小或消除误 差的解决方法。 提
文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章编 号 ： ７ ５ ６ （０ ８ ０ ０ ｌ ０ １ ２～ ８７ ２ ０ ）３— １０— ２ ６
关 键 词 ： Ｐ ； 差 ； 度 Ｇ Ｓ误 精 中图 分 类 号 ：２ ８ ４ Ｐ ２ ．
Ｅｒ ｏ ａ ｙ ｉ ｎ ｎ ｒ ｌｏ ｒ ｒ Ａｎ ｌ ｓｓ ａ ｄ Ｃｏ ｔ ｏ ｆＧＰＳ Ｓ ｒ ｅ ｉ ｇ ｕ ｖ ｙｎ
Ｚ ＨＡＮＧ Ｗ ｅ —ｓ ａｌ ｎ ｈｌ
施。
定 的卫 星并不能 完全消 除星 历误差 。
但是 ， 于位 置相距 较 近 的用户 ， 因为 星历 误 差 而 对 会
具 有几 乎相 同的误 差范 围 ， 因此 ， 采用 差分 观 测的 方法 基 本 上可 以消除 星历误差 。 ２ 卫 星钟差 ： 指预 报 的 卫 星钟 差 。众 所 周 知 ， Ｐ ） 是 ＧＳ 基 于单 程测 距 ， 主要 取 决 于预 报 的卫 星 钟 。卫 星 钟 差 它 对 Ｃ Ａ码用 户和 Ｐ码 用 户 是 相 同 的 ， 且 此 影 响 同方 向 ／ 并 无 关 。这在采 用 差 分改 正 技 术 时 很有 用 ， 部 差 分 站 同 全 用户 观测值都 含有 相 等 的钟差 。卫 星 钟差 的 主要 误差 源
是 Ｓ 但从 ２ ０ Ａ， ０ ０年 ５月 １日起 美 国取 消 了该 项 限 制 措 施。
ｌ 误 差 来 源 及影 响
Ｇ Ｓ测 量误差 产生 的主要 来 源可 分 为三 大部 分 ： Ｐ Ｐ ＧＳ
１２ Ｇ Ｓ ． Ｐ 信号 的传输误差
１ 电离 层误 差 ： 由于 电离 层效 应 引 起 的观 测 值 的 ） 是 误差 。它 与沿卫 星和用 户接 收 机视 线 方 向上 的电子 密度 有关 ， 垂直 方 向上 延迟值 在 夜 间平 均可 达 ３ｍ 左右 ， 在 白 天 可达 １ 在低 仰角情 况下分 别可 达 ９ｍ 和 ４ 在 反 ５ｍ， ５ｍ， 常 时期这个 值还会 加 大 。为 了削 弱 电离 层 延迟所 引起 的 定 位精度 损失 ， 长 基准 测 量 中用 双 频 接 收 机 采 集 Ｇ Ｓ 在 Ｐ 数 据 ， 观测成 果 进行 实 时 电离 层 延迟 改正 ， 以获得很 对 可
GNSS测量中常见误差源及其校正方法
GNSS测量中常见误差源及其校正方法导语：全球卫星导航系统（GNSS）已经成为现代测量和定位领域中不可或缺的技术工具。
然而，由于各种因素的干扰，GNSS测量结果可能会出现误差。
本文将讨论一些常见的GNSS测量误差源以及相应的校正方法。
一、信号传播误差在GNSS测量中，信号从卫星到接收机的传播过程中会受到大气层、多径效应等因素的影响，从而引入误差。
其中，大气层误差是最主要的误差源之一。
大气层中的水蒸气、电离层密度等因素会影响信号的传播速度和路径，进而引起测量结果的偏差。
校正大气层误差的方法包括双频差分测量和大气层模型计算。
二、钟差误差GNSS卫星上的原子钟是精确度非常高的，但是由于各种因素的影响，例如温度、空间辐射等，钟差误差仍然无法避免。
钟差误差会导致接收机收到的卫星信号的到达时间产生偏差，进而影响测量结果的准确性。
为了校正钟差误差，常见的方法是利用双频差分测量或者接收机内部的钟差模型进行补偿。
三、多路径误差多径效应是由于信号在传播过程中，同时经过直射路径和反射路径，造成接收机接收到多个信号，从而引起测量结果偏差的现象。
这种误差特别突出在城市环境或者山区等多反射面的地形中。
为了解决多路径误差，一种常见的方法是使用反射面特征分析技术，提高接收机的可靠度和抗干扰能力。
四、动态误差GNSS测量的准确性在很大程度上取决于接收机和测量对象的相对运动状态。
动态误差主要来自于运动的加速度、速度等变化过程中引起的信号多普勒效应、载波缺失等问题。
对于动态误差的校正，可以通过使用惯性测量单元（IMU）配合GNSS仪器进行联合定位，从而提高定位的精度和稳定性。
五、卫星几何误差卫星几何误差是由于卫星的位置分布、卫星与接收机的相对位置等因素引起的。
当卫星几何配置良好时，测量误差较小，但当卫星分布较差或者接收机与卫星的角度较小时，测量误差将增大。
为了解决卫星几何误差问题，可以通过使用多频多系统的GNSS接收机，提高系统的可靠性。
GPS定位误差的产生原因分析与减小方法
GPS定位误差的产生原因分析与减小方法引言：在现代社会，全球定位系统（Global Positioning System，GPS）已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。
无论是导航、交通监控还是地理信息系统等领域都离不开GPS定位技术。
然而，随着GPS定位的广泛应用，人们也逐渐发现定位误差问题的存在。
本文将从GPS定位误差产生的原因入手，探讨解决这一问题的方法。
一、GPS定位误差的原因分析：1. GPS系统误差：GPS系统本身存在着一些系统误差，例如卫星钟差、伪距观测误差、大气延迟等。
这些误差会直接影响到GPS定位的准确性。
2. 空间几何因素：GPS定位需要至少4颗卫星进行定位计算，卫星的位置和空间几何分布对定位精度有着重要影响。
当卫星分布不均匀或存在遮挡物时，会导致定位误差增大。
3. 电离层和大气影响：电离层和大气中的湿度、温度等因素都会对GPS信号产生影响，导致信号传播延迟或折射，从而引起定位误差。
4. 载波相位等伪距测量误差：GPS定位是通过测量卫星发射的信号和接收器接收的信号之间的时间差来计算位置的。
然而，由于载波相位的波长较短，测量精度更高，但受到多普勒效应的影响，会产生伪距测量误差。
二、减小GPS定位误差的方法：1. 多路径效应抑制：多路径效应是指GPS信号在传播过程中发生反射、散射等现象，致使接收器接收到多个信号，在信号合成过程中引入误差。
为了减小多路径效应，可以利用天线设计和信号处理技术，选择适合的接收天线和增加抗多路径干扰的算法。
2. 差分定位：差分定位是通过引入一个参考站与基准站的距离进行辅助定位，利用参考站的精确位置和信号传播速度信息来对GPS定位结果进行修正。
差分定位可以大幅度减小系统误差和信号传播误差的影响，提高定位精度。
3. 增加卫星数量和分布：通过增加卫星数量和改善卫星的空间分布，可以提高GPS定位的可见卫星数目和几何配置，从而减小定位误差。
可以使用卫星信噪比、可视卫星数等指标来优选卫星，并避开存在遮挡物的区域。
第6章GPS测量的误差来源及减弱措施
误差影响定位精度10-30 m接收机天线相位中心的偏移和变化消除或消弱各种误差影响的方法①•模型改正法–原理：利用模型计算出误差影响的大小，直接对观测值进行修正–适用情况：对误差的特性、机制及产生原因有较深刻了解，能建立理论或经验公式–所针对的误差源•相对论效应•电离层延迟•对流层延迟•卫星钟差–限制：有些误差难以模型化改正后的观测值=原始观测值+模型改正•求差法–原理：通过观测值间一定方式的相互求差，消去或消弱求差观测值中所包含的相同或相似的误差影响–适用情况：误差具有较强的空间、时间或其它类型的相关性。
–所针对的误差源•电离层延迟•对流层延迟•卫星轨道误差•…–限制：空间相关性将随着测站间距离的增加而减弱消除或消弱各种误差影响的方法②消除或消弱各种误差影响的方法③•参数法–原理：采用参数估计的方法，将系统性偏差求定出来–适用情况：几乎适用于任何的情况–限制：不能同时将所有影响均作为参数来估计消除或消弱各种误差影响的方法④•回避法–原理：选择合适的观测地点，避开易产生误差的环境；采用特殊的观测方法；采用特殊的硬件设备，消除或减弱误差的影响–适用情况：对误差产生的条件及原因有所了解；具有特殊的设备。
–所针对的误差源•电磁波干扰•多路径效应–限制：无法完全避免误差的影响，具有一定的盲目性6.1 GPS测量误差分类及对距离测量的影响与信号传播有关的误差与卫星有关的误差与接收机有关的误差其它误差•对流层折射•电离层折射•多路径效应•星历误差•卫星钟差•相对论效应•接收机钟差•位置误差•天线相位中心的偏差及变化•各通道间的信号延迟误差•地球潮汐1.5-15m1.5-15m1.5-5m1. m6.2 与信号传播有关的误差电离层折射对流层折射多路径误差电离层中的气体分子由于大气折射效应）利用电离层改正)(2cos P T t P-π∑3ϕαDC =5ns T P =14hαn 和βn ：由导航tropion N δρδρλ++- 6.2.2对流层折射▪离地面高度40km 以下的大气层，是一种非电离大气层。
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测距电离层延迟误差分析!"#测距电离层延迟误差分析!王举思($%&'$部队山东青岛 ($$))*)摘要在微波统一测控系统中,地面对航天器的跟踪主要是通过的群时延误差,称为电离层延迟误差.电磁波在电离层中传播时,信号的群速度见(!)式,因此由电离层延迟引起的距离(群时延)误差为!!"#!测$!真#"#%$&%!'()&'#"#%$&%['()]'式中积分为电磁波穿过电离层路径的单位面积截面柱体的总电子含量['()] '.由此可知,测距电离层延迟误差大小取决于电离层的电子浓度和积分路径以及电磁波信号频率.通常有三种直接测量电离层'()的方法:法拉第旋转法,双频载波相位差分法和群时延法.'*+%!,测速终端采用双程相干载波多普勒测速技术,由多普勒频率可计算出目标径向速度.径向速度计算方法如下*测#$&+,-%&.&+由于载波相位在电离层中以相速度传播,此时载波多普勒频率计算目标径向速度应为*真#$&+%&.&+,-,(!."#%$()&%)因此,由电离层引起的测速误差为!*"#*测$*真#&+,-(%&.&+),"#%$()&%根据多普勒效应的理论,对多普勒频率积分就可以计算出载波相位增量.如果给出正确的积分初值,就可用载波相位测距.但是,由电离层引起的载波测距误差与侧音测距误差数值相等,符号相反,载波测距误差为负值,而侧音测距误差为正值."距离数据系统误差分析方法距离数据系统误差主要分两类:一类是由设备引起的距离漂移误差和校零误差,其中校零误差在一个跟踪圈次中为固定值(通常在-$.内);另一类是由电波传播路径和目标运动引起的误差,它又可以分为电离层延迟误差,对流层折射误差和目标运动引起的时标误差."/!测距测速数据时标测距数据为某时刻目标的径向距离,时标打在收信号时刻;测速数据为0#.1积分时间内的平均速度,时标打在积分时间的中间点上."/%测距测速数据时标误差测距数据的时标为收信号时刻/",由于目标运动和电波传播延迟,测距数据的真实时标应为/"+!,时延!随目标距离而变化.如果直接修正!,则测距数据为非均匀采样;所以把/ "+!时刻的测距数据推算到/"时刻,现以!!的修正方法为例,计算如下!!0#!!.!!1*!.*%%同理,测速数据的时标误差修正如下*%0#*%.!!0.#%#%0(#%20*%.#%%0*!)1,*$$*!#%!3%飞行器测控学报第%!卷!"#测距测速数据误差分析在距离捕获完成后,选!$时刻侧音测距数据作为参考基准(积分初值)"$#"(!$)#"真(!$)$!"电离层(!$)$!"对流层(!$)$!"校零差$!"噪声(!$)如果用载波测距,则!$时刻距离值为"(!$)#"真(!$)$!"电离层(!$)$!"对流层(!$)$!"校零差$!"噪声(!$)由于信号电平变化,多普勒频率变化,温度和时间变化等因素,! $到!%时刻的侧音测距产生距离漂移误差,故!%时刻侧音测距表达如下"(!%)#"真(!%)$!"电离层(!%)$!"对流层(!%)$!"校零差$!"漂移(!%)$!"噪声(!%)如果用载波测距,则!%时刻距离值为"(!%)#"真(!%)$!"电离层(!%)$!"对流层(!%)$!"校零差$!"噪声(!%)用载波测速,速度值为&(!)#&真(!)$!&电离层(!)$!&对流层(!)$"&噪声(!)在上述几个表达式中,"真%"真.由于随机误差可以通过数字滤波的方法处理,校零误差主要是由多径传播引起的,而侧音调制在载波上,所以,!"校零差%!"校零差;对流层是非色散媒质,群速度等于相速度;电离层是一种色散媒质,群速度不等于相速度,而群延迟与相延迟大小相等,符号相反,所以!"电离层%&!"电离层.综合以上分析,则有"(!%)'"(!%)#'!"电离层(!%)$!"漂移(!%)"(!$)'"(!$)#'!"电离层(!$)(')由于测速终端测量的速度值是积分时间内的平均速度值,()&'*+测速终端采用数字载波环直接提取载波多普勒信息,多普勒频率测量的积分时间等于采样周期(,故有"(!%)#"(!$)$!%)#*&(())*("(!%)'"(!%)#"(!%)'["(!$)$!%)#*&(())*(]#'!"电离层(!%)$!"漂移(!%)(#)综合(')式和(#)式,则有"(!%)'["(!$)$!%)#*&(())*(]#'*[!"电离层(!%)'!"电离层(!$)]$!"漂移(!%)经过这样处理,可以做出测距电离层延迟和设备漂移共同引起的测距误差相对变化曲线.!"!测距电离层延迟误差分析现以某卫星第+圈和第,圈为例,分析距离数据的漂移误差和电离层延迟误差.在距离捕获完成后,任选一点距离数据作为速度积分初值距离"$,用速度数据积分作为标准,将实测距离曲线与它相比较,并画出距离漂移和电离层延迟变化的误差曲线.图*第+圈电离层延迟误差曲线图第+圈卫星升轨(由南向北),目标过顶时间'*时!!分,最高仰角为,#"-..在高纬度和中纬度地区,夜晚的电离层电子浓度比白天(中午)电离层电子浓度至少低一个量级,电离层引起的群时延误差可以忽/'第#期王举思:012测距电离层延迟误差分析略不计.因青岛站地处中纬度地区,目标过顶后电离层延迟误差应为零.从图!误差变化曲线看,目标过顶后电离层延迟误差为"#$%&',由此可以判断出!!电离层("()等于#$%&',对积分初值距离!(进行修正后再处理,曲线见图#.图#修正后第#圈电离层延迟误差曲线图图)初步求解的第$圈电离层延迟误差曲线图图*初步修正后第$圈电离层延迟误差曲线图第$圈卫星降轨(由北向南),目标过顶时间!(时*#分,最高仰角为$+%,-.根据电离层延迟误差特性,目标过顶时电离层延迟误差最小,假定过顶时的误差为零.但从图)误差曲线看,目标过顶时电离层延迟误差为"!(%&',必须对积分初值距离!(进行修正,修正值为#!',修正后的曲线见图*.在处理第$圈电离层延迟误差时,假定目标过顶的电离层延迟误差为零,但实际上此时电离层延迟误差不等于零.为了求解目标过顶的电离层延迟误差,假设此时前后一定空间内电离层的电子浓度不变,则电离层延迟误差与电波传播路径成正比.由于该卫星的运行轨道高度未超出电离层,只要扣除电波在,(.'以下的中性大气层中的传播路径(!%),就可以计算出电波在电离层中的传播路径(!&).根据大气分层特性和目标的俯仰角信息,电波在,(.'以下中性大气层中传播路径的计算方法为!%'!##(!#!)/01#!*(!!)123*+#飞行器测控学报第#!卷在图!中,!点为地心,"点为测量站,"#为地面水平线,$为目标俯仰角,%"为地球半径,%#$%"%&''''(.计算出电波在电离层中的传播路径%&(')(%('))%*(')现做一阶曲线拟合%&(')("+(!%,(')-#)从而求解出:"$)*+),和#$-.*.根据上述曲线拟合的结果,目标过顶时的电离层延迟误差为-.*(,再画出电离层延迟误差曲线和拟合曲线(图&),图&中虚线为拟合曲线.图&第.圈电离层延迟误差曲线和拟合曲线图+固定高度上电子浓度随纬度的变化("为地磁场力线,#为磁赤道位置)从图&曲线拟合结果来看,目标过顶前后一定空间内电离层的电子浓度不变的假设是成立的.第.圈卫星降轨(由北向南),目标进站时测距电离层延迟误差比拟合值小,而目标出站时测距电离层延迟误差比拟合值大,基本上与电离层电子浓度随纬度变化的规律相符合(见图+).另外,从第/圈和第.圈距离系统误差曲线图以及处理过的大量数据来看,由设备引起的距离漂移误差比较小,可以忽略不计.-#第,期王举思:/01测距电离层延迟误差分析根据曲线拟合的结果,可以求出电离层的平均电子浓度!"#$!%("#&$'()#%&$'%#%!%&$由此再计算电波在电离层中传播的相速度和折射率,就可对测速和测角数据进行修正.'结束语本文根据电离层电子浓度的变化特点,以及电磁波在电离层中传播的群速度和相速度的关系,提出了电离层延迟引起的距离(群时延)误差计算方法.采用这种方法处理了很多圈次的跟踪数据,表明夜间与白天测距系统误差曲线明显不同.从图!,图(和图)来看,测距电离层延迟误差与电子浓度变化的规律基本符合.求解出电离层的群时延,就可算出电离层的平均电子浓度和折射率,为测速和测角数据的修正提供了理论依据.这种方法针对中低轨道卫星比较实用,它既可以提高外测精度,又为电离层的研究提供了一种新方法.参考文献%熊浩等编著*无线电波传播*北京:电子工业出版社,!###!谢处方,绕克谨编*电磁场与电磁波*北京:高等教育出版社,%++#$柳维君编*微波技术基础*西安:西安电子科技大学出版社,%+,+"张守信编著*-./卫星测量定理论与应用*北京:国防工业出版社,%++('乔强编著*侧音轮发比相制测距系统*无线电工程,%++(,(!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!)(上接第%(页)'联合定轨在其它方面的应用联合定轨主要是基于存在星间测量的场合的一种定轨方法,理论上,各种卫星轨道,只要存在星间测量,就可以实施联合定轨.对于全球均匀覆盖的星座(导航星座,通信星座等),如果对星座的整体构型精度要求比较高,也同样可以采用星间测量,实施星座的联合定轨,这比通过地面站对各卫星分别定轨能够得到更好的星间相对精度.另外,对于星间间距比较小的编队飞行星座,如果没有星间链路,但地面站对各星能够同时测轨,这样在定轨时同样可以统一处理,同时解出各星的轨道.这是另一种形式的联合定轨,与有星间链路的联合定轨具有类似的性质.随着航天应用和航天技术的发展,星座和组网技术会日益得到广泛应用,定轨手段和定轨技术也会随之出现多样化的现象,联合定轨正是随着数据中继卫星系统的应用而出现的,相信随着卫星星座的广泛应用,联合定轨技术也会在其中发挥重要作用.参考文献%0123415567,892:4;6*72.29:C3C>*%,61<F12IJ012:4%++(:%%'K%!)#$飞行器测控学报第!%卷。