[发明专利]一种基于北斗GEO卫星的电离层异常扰动探测方法

权利要求书

1.一种基于北斗GEO卫星的电离层异常扰动探测方法，其特征在于，

包括：

GEO卫星电离层TEC的提取；

电离层扰动响应探测。

2.根据权利要求1所述的基于北斗GEO卫星的电离层异常扰动探测方

法，其特征在于，所述GEO卫星电离层TEC的提取包括：

利用非组合PPP方法解算电离层延迟项，原始双频伪距及相位观测值方程如式(4)所示：

(4)

式中，为频率对应的伪距观测值(m)，为频率对应的伪距观测值(m)；为频率对应的相位观测值(m)，为 频率对应的相位观测值(m)；为对应频率的波长，为对应频率的波长；

为接收机到卫星的距离(m)；为光速；为接收机钟差(s)；为卫星钟差(s)；为对流层延迟(m)；为频率下的接收机到卫星视线上的电离层延迟(m)；为1频率下的模糊度，为2频率下的模糊度；为其他观测误差；，，，为不同频率的码偏差(m)；，，，为不同频率相位偏差(m)；；

通过非组合PPP方法解算得到的电离层延迟如式(5):

(5)

式中，为非组合PPP解算的电离层延迟值；为频率下的接收机到卫星视线上的实际电离层延迟(m)；、分别为接收机的DCB及卫星的DCB；。

3.根据权利要求2所述的基于北斗GEO卫星的电离层异常扰动探测方

法，其特征在于，所述GEO卫星电离层TEC的提取还包括：

在处理过程中，忽略电离层高阶项的影响，式(5)近似的表达为：

(6)

式中，为非组合PPP解算的电离层延迟值(m)；为斜电离层延迟(TECu)；、分别为接收机及卫星的DCB; ；

利用改进的单层电离层假设模型，将斜电离层延迟通过投影函数转换为穿刺点处垂直方向的电离层延迟值，同时利用球谐函数模型进一步解算卫星及接收机的DCB值并将其从原始电离层延迟中剔除，最后得到的电离层VTEC值，如式(7)所示：

(7)

建立如式（7）所示方程组，结合BDS双频观测值，使用最小二乘法对球谐函数系数、卫星及接收机DCB进行解算；

式中，为卫星的高度角(rad)；为地球半径(m)，取6371 km；为电离层薄层高度(m)，取值为450 km；=0.9782；为穿刺点处的日固经度(rad)；，为球谐函数模型系数，其中分别为球谐函数的最大阶数及迭代阶数。

4.根据权利要求1所述的基于北斗GEO卫星的电离层异常扰动探测方

法，其特征在于，所述电离层扰动响应探测包括：

利用欧洲定轨中心提供的全球电离层格网图的TEC数据建立电离层扰动上下界作为背景值辅助北斗GEO卫星监测电离层异常扰动，具体包括：

选取观测日前30天的GIM图数据，建立30天的TEC序列滑动窗口，并内插出观测日对应的每个时刻电离层TEC上下界限值，具体如式(8)所示：

(8)

式中，为TEC序列中位数；为TEC序列较大四分位数；为TEC序列较小四分位数；为选取的前30日GIM图电离层TEC背景值数据并将其由小到大排序；

得到电离层扰动上下界限后即、，设定当GEO卫星观测得到的VTEC值大于或小于上下界限时便认为电离层产生正、负扰动响应，表明此时刻探测到电离层发生异常扰动；如下式所示：

(9)。