[发明专利]一种电离层模型事后分析方法及装置

说明书

本发明提供了一种电离层模型事后分析方法及装置，包括全球范围总电子含量分析模块、电离层延迟计算模块和电离层模型判别模块。所述电离层延迟计算模块通过电离层参数，基于BDGIM模型计算北斗三号电离层延迟改正值，并进一步获得接收机所处位置和时间下的垂向总电子含量值；所述电离层延迟计算模块还包括改进传统Klobuchar模型，结合载波相位观测量对模型中的参数进行最小二乘估计，计算北斗二号电离层延迟改正值。本发明提高了电离层延迟数据分析效率，可对北斗二号、三号电离层模型改正效果进行比较和检验，也可通过建立的模型改正效果检测机制判断接收机所处区域是否因电离层活跃而影响定位精度，为接收机定位分析提供可靠依据。

技术领域

本发明涉及一种电离层模型事后分析方法及装置，属于卫星导航定位解算领域。

背景技术

卫星信号在传播过程中的误差来源可分为与卫星有关的误差、与信号传播有关的误差和与接收机有关的误差。其中电离层误差为电磁波传播过程中穿过电离层所产生的信号延迟，其等效距离最高可达20m，是影响接收机定位精度最主要的误差来源之一。

北斗二号卫星导航系统着眼于提供亚太地区的卫星导航服务，其采用的传统Klobuchar电离层模型在北半球中国区域的改正比例可达70％，在高纬度地区的改正精度则较差。相对于北斗二号，面向全球提供服务的北斗三号已全面完成组网并已正式开通，电离层模型也由北斗二号的Klobuchar模型改进为可进行全球范围电离层延迟改正的BDGIM模型，服务性能有较为明显的提升。作为影响接收机定位精度中的重要误差源，全球范围内的电离层特性数据处理、各项电离层模型的比较及电离层异常检测都具有重要意义。

现有的北斗二号Klobuchar电离层模型在高纬度地区精度较差，对电离层峰值时刻的估计有一定偏离，且夜间电离层延迟的计算方法过于简单，与实际的延迟值具有明显差别，可进一步调整改进。而现有的电离层延迟检测常使用多个接收机计算出的电离层延迟值进行对比，缺乏比较基准与判定标准，未在电子含量层面进行具体分析。

发明内容

本发明需解决的技术问题是提供一种包含改进的电离层模型、从电子含量角度分析电离层延迟值的计算精度、并能提供电离层检测判定标准的电离层模型事后分析方法及装置。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电离层模型事后分析方法，采取技术方案如下：

步骤1、IGS官方发布的电离层延迟最终产品，从时间和空间两个维度获取全球范围内任意时间、任意位置的电子含量值；

步骤2、改进传统Klobuchar模型，结合载波相位观测量对模型中的参数进行最小二乘估计，计算北斗二号电离层延迟改正值；

步骤3、通过卫星接收机存储并输出的电离层参数，基于BDGIM模型计算北斗三号电离层延迟改正值，并进一步获得接收机所处位置和时间下的垂向总电子含量值VTEC_User；

步骤4、将步骤3计算出的总电子含量值与步骤1官方发布的最终产品电子含量值对比分析，并对差值超出门限的情况进行告警；对两种电离层模型改正效果进行比较和检验，从而获得精确的电离层延迟值。

进一步的，所述步骤2中北斗二号电离层延迟改正值计算模型如下：

其中，φ_M是电离层穿刺点的地理纬度，A₁、B、α_n、β_n为状态量参数。