[发明专利]一种估算斜路径对流层延迟的积分方法

权利要求书

1.一种估算斜路径对流层延迟的积分方法，其特征在于仅仅通过GNSS观测站提供的大气温度、大气压强和大气水汽压强数据即可在保证精度的前提下准确获取不同仰角情况下的斜路径对流层延迟；具体包括如下步骤：

步骤1：获取电磁波穿越对流层时，受大气折射而产生的对流层延迟量；其中r_A为地面观测站A到地心的距离；A₀＝n_Ar_Asin(θ_A)＝nrsin(θ)；n_A为地面观测站A处的折射指数；θ为电磁波初始仰角；B为信号发射站；n为折射率；r为电磁波传播路径上任意一点到地心的距离；n(r)为r处的折射率；视在距离R_c是无线设备观测得到的由地面观测站A到目标B的目标距离；R为电磁波在真空中的传播距离；

步骤2：

对步骤1中对流层延迟量ΔR公式利用二阶泰勒公式展开，使得原本的估算对流层斜路径延迟的不可直接积分的函数变得可积分；

步骤3：获取GNSS观测站大气温度、大气压强和大气水汽压强参数：T表示大气温度；T_A为地面观测站A处的大气温度；e代表为大气水汽压强；e_A表示地面观测站A处的大气水汽压强；P为大气压强；P_A表示地面观测站A处的大气压强；γ定义为大气混合比指数；

步骤4：然后利用大气压强、大气水汽压强和大气温度与大气折射率之间的函数关系估算出折射率；根据大气压强、大气水汽压强及大气温度随高程分布信息，将获取的大气折射率按高程分布，并将大气折射率随高程分布的分布信息转换为大气压强、大气水汽压强及大气温度随高程变化的函数；

步骤5：将步骤4的函数代入步骤2中经过泰勒展开的对流层延迟量ΔR公式中，在已知观测站高度处大气温度、大气压强和大气水汽压强的情况下，获取精确估算的不同电磁波仰角的斜路径对流层延迟值。

2.根据权利要求1所述的估算斜路径对流层延迟的积分方法，其特征在于步骤2利用二阶泰勒公式展开将对流层延迟量ΔR分为和三个部分进行积分。

3.根据权利要求1所述的估算斜路径对流层延迟的积分方法，其特征在于步骤4中静水折射指数与大气压强的关系、湿度折射指数与大气水汽压强的关系以及大气水汽压强和大气压强的关系，在垂直方向上近似表示为：

T＝T_A+β(h-h_A)

在不同的高程上，折射率表示为大气压强，大气水汽压强及温度的函数：

其中，β为温度递减率；γ为大气混合比指数；k₁、k₂、k₃分别为常数，且k₁＝77.6K/hPa,k₂＝70.4K/hPa,k₃＝3.739*10⁵K/hPa。

4.根据权利要求1所述的估算斜路径对流层延迟的积分方法，其特征在于步骤5最终得到对流层延迟量ΔR为：

其中，n_A为地面观测站A处的折射指数；T_A为地面观测站A处的大气温度。