[发明专利]基于GNSS和GEO卫星的电离层投影函数建模方法

权利要求书

1.一种基于GNSS MEO卫星和北斗GEO卫星的电离层投影函数模型的误差数据分析方法，其特征在于，所述基于GNSS MEO卫星和北斗GEO卫星的电离层投影函数模型的误差数据分析方法包括以下步骤：

第一步，采用GNSS非差模糊度整数解相位观测值提取高精度电离层斜延迟值、GEO卫星的高精度电离层垂延迟值；

第二步，利用GEO卫星得到的高精度VTEC值对利用IRI/NeQuick模型得到的VTEC值进行校正及全球拟合校正，得到校正后的VTEC值；

第三步，搜索相同或相近电离层穿刺点处GNSS计算的STEC值和IRI/NeQuick模型得到的校正VTEC值，获取全球分布的电离层并置点电离层STEC与VTEC观测值；

第四步，计算全球分布的并置点STEC与VTEC的比值，即电离层投影函数值，得到用于电离层投影函数建模的数据集；

第五步，统计分析第四步得到的电离层投影值的时空分布与变化规律，包括：时间、经纬度、高度角、方位角；参数化各影响因素，并采用从粗到细的建模思路，逐步精化电离层投影函数；

所述第五步选取密集的CORS网区域，根据获得的全球分布的并置点的电离层投影函数值，全面、详细分析电离层投影值随经纬度、时间变化、卫星方位角影响因素的变化特征和规律；

依据分析得到的时空变化特征与规律，结合电离层的物理结构和相关电离层经验模型，对各参数进行模型化和参数化；对每个并置点电离层投影函数值即可形成相应观测方程，通过最小二乘估计法解算相关未知参数，构建一种顾及时空变化信息的电离层投影函数模型。

2.如权利要求1所述的基于GNSS MEO卫星和北斗GEO卫星的电离层投影函数模型的误差数据分析方法，其特征在于，所述第一步选取的观测数据采样率为30s；处理时，卫星截止高度角为10°。

3.如权利要求1所述的基于GNSS MEO卫星和北斗GEO卫星的电离层投影函数模型的误差数据分析方法，其特征在于，所述第一步VTEC值的确定方法为：地面接收机和卫星的坐标分别为和电离层穿刺点处的纬度、经度及大地高为穿刺点不同视线方向TEC的高度角和方位角分别为Z和A，测站至卫星的距离为S，卫星高为H，N(h)和N(s)分别代表穿刺点处垂直方向的电子密度和视线方向上的电子密度，利用IRI/NeQuick模型计算VTEC值：

4.如权利要求1所述的基于GNSS MEO卫星和北斗GEO卫星的电离层投影函数模型的误差数据分析方法，其特征在于，所述第二步的VTEC值校正方法为：利用北斗及其他GEO卫星观测数据提取的电离层TEC值作为参考值，并辅助IRI/NeQuick模型等电离层电子密度模型，计算电离层不同时空位置的电离层投影值，统计分析电离层投影值的时空分布规律；利用计算得到的GEO卫星的高精度VTEC数据，对IRI/NeQuick模型提供的VTEC进行校正，然后进行全球拟合。

5.如权利要求1所述的基于GNSS MEO卫星和北斗GEO卫星的电离层投影函数模型的误差数据分析方法，其特征在于，所述第三步具体包括：

(1)筛选全球范围内的IPP并置点，穿刺点IPP₁与IPP₂的经纬度分别为和如果两个IPP为并置点，则它们应满足下列条件：

(2)求解全球范围内并置点处电离层投影函数值，求解方法为：

式中，MF为电离层投影函数值；STEC为采用GNSS非差模糊度整数解相位观测值提取的IPP处的高精度STEC值；VTEC为利用GEO卫星得到的高精度VTEC值对IRI/NeQuick模型得到的VTEC值进行校正及全球拟合后得到的IPP处的VTEC值。

6.如权利要求1所述的基于GNSS MEO卫星和北斗GEO卫星的电离层投影函数模型的误差数据分析方法，其特征在于，所述第四步以IRI/NeQuick模型作为电离层电子密度的背景场，采用射线跟踪法求得全球任意穿刺点上并置的斜向和垂向电离层延迟；按经纬度、高度角和方位角划分格网，获取格网点上的电离层投影函数值，建立全球粗略的电离层投影格网模型。