[发明专利]一种适用于中国地区的无气象参数对流层延迟改正方法

说明书

技术领域

本发明涉及全球导航系统领域，是一种适用于中国地区的无气象参数对流层延迟改正方法。

背景技术

对流层延迟是影响卫星导航定位精度特别是高程方向上的精度的主要原因。目前对流层延迟改正的主要方法是模型改正法。模型改正法根据不同的假设和影响因素建立能够反映对流层延迟的函数关系式。根据模型计算时是否需要气象参数可以分为需要气象参数模型以及无气象参数模型。但是在实际的GNSS导航定位应用中，大多数用户(包括部分IGS跟踪站)无法获得测站处的气象参数。因此，需要建立对流层延迟的预报模型来满足GNSS实时的导航定位应用。目前，利用气象观测资料进行气象参数的数值预报并计算天顶对流层延迟是一种有效的预报对流层延迟的手段。此类模型主要包括美国的UNB系列模型和欧洲的EGNOS模型。这两种模型在计算对流层延迟时不需要实测的气象数据，而是提供时空变化只与纬度和年积日有关且年变化呈余弦函数的五个气象参数，这五个气象参数的振幅和年积日通过气象资料拟合求得。然而上述模型是采用北美地区气象分析资料建立的局部地区或全球范围内的对流层延迟，在中国地区的精度以及适用性方面的研究较少。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提出一种计算简单、精度高的适用于中国地区的无气象参数对流层延迟改正方法。

技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的适用于中国地区的无气象参数对流层延迟改正方法，包括以下的步骤：

S1：确定中国地区对流层延迟随时间的变化关系：使用基于二次函数的抛物线模型来表示中国地区对流层延迟随时间变化的关系，其中，抛物线模型如式(1)所示：

式(1)中，doy为年积日，a、c为系数，ZTD为中国地区对流层延迟；

S2：确定中国地区对流层延迟随海拔的变化关系：如式(2)所示：

ZTD_h＝ZTD₀·e^c1·h(2)

式(2)中，ZTD_h为高程在h处的对流层延迟，ZTD₀为对应平面位置上高程为0的对流层延迟，c1为系数；

S3：确定中国地区对流层延迟随经纬度的变化关系：如式(3)所示：

ZTD＝(a₁·E+b₁)·(c₁·N+d₁)+e(3)

式(3)中，E为经度，N为纬度，a₁、b₁、c₁、d₁和e为系数。

S4：计算对流层延迟，如式(4)所示，确定双线性模型，如式(5)所示：

(doy＜182.625时，D_min＝28；doy＞182.625时，D_min＝393)

式(5)中，δ为测站处最终的对流层延迟预报值，D_min为对流层延迟达到最小的年积日。

有益效果：与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明模型结构简单，只需要输入测站处的经度、纬度、高程和年积日就可以直接获得测站处的对流层延迟预报值。本发明模型在中国地区偏差较小，更加符合中国地区对流层延迟时间序列的变化规律。且在高海拔地区也同样具有较高精度，优于传统的EGNOS模型。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的kunm站的抛物线模型与EGNOS模型及余弦函数模型的拟合结果比较；

图2为本发明具体实施方式的lhaz站的抛物线模型与EGNOS模型及余弦函数模型的拟合结果比较；

图3为本发明具体实施方式的shao站的抛物线模型与EGNOS模型及余弦函数模型的拟合结果比较；

图4为本发明具体实施方式的xian站的抛物线模型与EGNOS模型及余弦函数模型 的拟合结果比较；

图5为本发明具体实施方式的bjfs站的双线性模型与EGNOS模型的拟合结果比较；

图6为本发明具体实施方式的chan站的双线性模型与EGNOS模型的拟合结果比较；

图7为本发明具体实施方式的guao站的双线性模型与EGNOS模型的拟合结果比较；

图8为本发明具体实施方式的kunm站的双线性模型与EGNOS模型的拟合结果比较；