一、用GPS测定TEC的硬件偏差估计方法及其计算结果分析（论文文献综述）
王仁[1]（2020）在《大气延迟改正的GNSS单频PPP方法研究》文中提出单频接收机因其低成本、低功耗及所需存储空间小等优势,在卫星导航与定位领域得到了广泛应用,然而存在收敛时间长和定位精度低等缺陷,基于此本文系统研究了大气延迟约束的GNSS单频PPP技术,主要包括单频周跳探测与修复、对流层和电离层延迟相关模型、大气延迟约束单频PPP等。主要研究内容和成果如下:（1）简要总结了PPP数学模型、参数估计方法和主要误差改正模型,并对CSRS-PPP在线解算结果精度进行评定。经对全球均匀分布的10个MGEX站三年不同季节数据在线处理结果表明:以SNX发布坐标为参考真值,其E、N和U三个方向较差、RMS均小于1cm,故当参考真值缺失时,可用CSRS-PPP在线解算结果替代。（2）针对传统单频周跳探测与修复方法对采样间隔和电离层延迟较为敏感、周跳修复成功率低等缺点,基于SEID模型提出了适用于单频观测值的周跳探测与修复方法,实验结果表明:该模型可以有效探测出不同类型周跳组合（包括小周跳、相等周跳和特殊周跳）,且周跳修复值正确。（3）系统分析了五种单频组合系统下（包括单GPS（单G）、单GLONASS（单R）、双系统组合（GPS+GLONASS,GR）、三系统组合（GPS+GLONASS+BDS,GRC）和四系统组合（GPS+GLONASS+BDS+GALILEO,GRCE））,九种对流层延迟映射函数模型（MFM1～9）对对流层延迟和定位结果精度的影响。实验表明:组合系统相比单系统整体上提升的重复性百分比均有一定提高,除MFM1和MFM3以外的其他七种投影函数模型提升超过70%;单G定位结果在E方向提升的重复性百分比最高,单R和GR定位结果在N方向提升的重复性百分比最高,GRC和GRCE定位结果在U方向提升的重复性百分比最高;不同映射函数模型分别对五种单频组合系统的E、N和U方向最终定位结果影响不大。（4）系统分析了五种单频组合系统下七种气象参数模型（MP1～7）对对流层延迟和定位结果精度的影响。实验结果表明:不同气象参数模型对对流层延迟和定位结果精度的影响整体上不大。加入水平梯度模型改正的不同气象参数模型提升了57.7%以上;单G加入水平梯度模型改正的定位结果在E方向提升最多,单R和GR在N方向提升最多,GRC和GRCE在U方向提升最多。加入水平梯度模型改正的对流层延迟提升了60%以上,其中采用MFM1和MFM3模型相比其余七种投影函数模型提升较低;各组合系统的定位结果情况与加入水平梯度模型改正的不同气象参数模型与标准大气参数相比的统计结果类似。（5）基于SEID模型提出了单频观测值反演双频观测值,然后结合球谐函数模型采用相位平滑伪距法反演卫星和接收机DCB及电离层延迟。实验结果表明:采用该方法得到的卫星DCB与参考真值较差在±0.5ns以内;电离层延迟较差在±20tecu以内。该结果与现有文献精度相比略大,分析认为主要由于球谐函数模型忽略了电离层的内部特性,且测站周围缺少IGS站和MGEX站点造成GIM产品精度不高。（6）系统分析了GIM产品的NENE、BILI、BICU和JUNK四种插值方法对收敛时间、定位精度和计算时间的影响。结果表明:采用BILI插值法是最优的。在静态和仿动态两种模式TIC3约束法水平和垂直方向收敛速度提升最大,TIC1约束法对垂直方向收敛速度提升较大,TIC2约束法对水平方向收敛速度提升较大;四种约束方法最终定位结果的精度大致相同。在MS时期增加对流层延迟约束可加快收敛和提高定位精度;在低纬度带,TIC3与TIC2的RMS值几乎一样,TIC2在MS时期的RMS值比在NMS时期最大达7.9cm;在中纬度带,TIC2在NMS时期水平方向收敛时间最短,TIC2在NMS时期的收敛时间比在MS时期的至少缩短5.6%;在高纬度带,MS时期TIC3比TIC2的RMS值要小,TIC2在MS时期的RMS值比在NMS时期的大。（7）系统评估了CLK93产品质量和实时单频PPP精度。结果表明:GPS和GALILEO系统卫星的可用性最高,GLONASS的次之,BDS系统的可用性最差,分析认为主要由于接数据流网络不稳定;GPS和GALILEO系统实时轨道产品径向、切向和法向三个方向误差RMS值基本均小于5cm,GLONASS系统的大部分小于8cm,BDS系统仅有径向误差RMS值在5cm左右,切向和法向误差RMS值均超过10cm;GPS和GALILEO钟差RMS均值的等效距离值分别为0.020m和0.021m,而BDS和GLONASS分别可达0.079m和0.059m;单G以及GR在实时静态和仿动态两种模式,TIC3在水平和垂直方向收敛时间都是最快的,TIC1对垂直方向收敛速度提升较大,TIC2对水平方向收敛速度提升较大。该论文有图74幅,表57个,参考文献178篇。
陈康慷[2]（2020）在《低轨纳米卫星的星载GNSS精密定轨研究》文中研究表明全球大地测量观测系统（GGOS）预期在2020年实现以相对精度为10-9或更高的精度在地球参考框架中监测大地测量参数及其随时间的变化。为实现这一雄心勃勃的目标,GGOS需依靠当前及未来的地面、空中和空间各类卫星组网构成综合立体的监测体系。立体监测卫星平台可以搭载多种传感器和仪器,监测陆地、海洋、冰川和地球重力场及其时间变化。低轨卫星（LEO）从空间观测地球可以覆盖地表大块区域,而且可以同时采用多光谱、雷达、电磁波、激光等多种技术手段均匀一致地采集数据,具有独特的测量优势。对地观测卫星（如测高、SAR和重力场测量）本身的轨道精度直接影响测地结果的精度。星载GNSS已经成为对地观测卫星精确轨道确定（POD）的重要手段。星载GNSS定轨的精度高,效率也高。近年来随着小卫星（如基于Cube Sat标准化的10cm大小单位的纳米卫星）的日益普及,适应纳米卫星轨道确定的GNSS有效载荷研制需求也越来越迫切。我们采用现有商用单频GNSS接收机开发了一种小型通用GNSS板卡,作为纳米卫星的定轨载荷,具备重量轻（1.6 g）,尺寸小（12.2 x 16.0 x 2.4 mm3）,功耗低（100m W）等特点。两个原型板卡分别搭载在Astrocast-01（575 km）和Astrocast-02（500 km）两颗3 Unit纳米卫星上,已成功在轨运行,并提供精确的导航定位和定时服务。本文围绕一种适用于低轨纳米卫星POD的有效载荷,系统分析了GNSS接收机在热环境变化、真空和辐照测试中的结果和性能;然后,详细讨论了星载GNSS接收机在轨导航解（NAVSOL）实时定位、定速和定时精度的评估模型与方法,分析了各种在轨试验数据;利用星载实测GNSS伪距和相位原始观测数据,采用后处理模式进行了卫星精密轨道解算与分析;最后,成功地对纳米卫星实现了激光测距（SLR）观测,利用获取的激光观测数据对低轨卫星星载GNSS测定的轨道进行了外部检核。此外,GNSS精密钟差测定及其对精密单点定位（PPP）和LEO精密轨道确定的影响也做了附属研究。本文的具体研究工作主要包括:（1）详细介绍了Cube Sat精密轨道确定有效载荷的设计,包括GNSS板卡和SLR小型激光后向反射器阵列;升级改进商用现货GNSS接收机固件,并对接收机和天线进行真空、温度变化和辐射测试。系统测试结果表明,所选用的低成本接收机具备在预定轨道高度为卫星提供导航、定轨和定时的能力。（2）提出了约化动力学轨道拟合和卫星轨道高斯摄动方程相结合的Cube Sat卫星轨道沿迹向的经验加速度拟合模型,并采用卫星宏模型和大气密度模型建立了Cube Sat大气阻力先验改正模型,有效提高了卫星定轨和轨道预报精度。将上述改进算法,嵌入Bernese GNSS软件进行约化动力学轨道确定,评估了GNSS有效载荷的在轨表现和NAVSOL的质量。通过引入完整的动力学模型（包括高阶地球重力场、大气阻力和太阳辐射压力）改进轨道,并可添加随机脉冲参数逼近动态测量信息,有效提高了基于星载NAVSOL数据的定轨精度。计算结果表明,尽管有电离层误差和轨道模型剩余误差的影响,NAVSOL单天轨道拟合的RMS约在2～5 m之间。（3）试验分析了GNSS有效载荷的在轨性能。监测了星载接收机钟漂变化,并分析了其与GNSS板卡温度变化的关系;分别基于星载接收机导航解的位置和速度信息定轨,分析了导航解卫星位置和速度含有的系统误差;分析了多GNSS系统组合相对于GPS单系统在轨导航定位及定轨精度的改进;利用高采样的NAVSOL数据估计了卫星轨道机动对卫星轨道和卫星速度变化的影响,进而评估了星载小型推进器的性能。结果表明:Astrocast-01在轨导航解的轨道误差（RMS）在径向、切向和法向分别为4.3m,2.6m和2.2m;Astrocast-02在轨导航解的轨道误差（RMS）在径向、切向和法向分别为2.9m,2.3m和1.1m。（4）研究了低成本单频GNSS接收机星载观测值载噪比（C/N0）对观测误差的影响,分析了星上实测GNSS原始观测值的数据质量。基于L1伪距和相位观测值的GRAPHIC组合,有效消除了电离层误差并削弱了伪距观测值噪声影响,显着提高了星载单频GNSS定轨精度。利用安装在纳米卫星底部直径为1cm的激光后向反射棱镜阵列,计算分析了激光观测链路预算,成功地对两颗纳米卫星进行了激光测距观测和轨道质量检核,为未来低轨大型纳米卫星星座多技术观测及定轨模型优化提供了解决方案。结果表明:采用星上实测GNSS观测值进行动力学定轨,单频伪距事后轨道的SLR检核精度约为0.9m。（5）提出了GNSS精密钟差产品综合的抗差最小二乘估计方案,该方法不仅顾及各分析中心不同参考钟影响,还有效补偿了各分析中心钟差产品的系统误差,并控制了异常误差的影响。利用LEO卫星精密定轨和PPP实验,验证了本文提供的GNSS精密钟差综合产品的性能。
张熙[3]（2020）在《GNSS数据质量评估及预处理相关问题的研究》文中指出GNSS主要观测信息有:伪距观测值、载波相位观测值、广播星历等。对其进行准确的精度评估可以检验GNSS系统服务性能,为误差源的确定提供参考,益于系统的控制与优化;对GNSS观测值进行合理的预处理,有助于缩短定位解算的耗时,提高定位精度与数据利用率。本论文针对GNSS数据快速获取、观测信息质量评估、周跳探测与修复等定位解算前的关键环节,在“数据层”、“计算层”、“表示层”展开研究,完成如下工作:（1）基于IGS产品命名规则、数据中心归档规律以及开源软件rtkget实现了大批量GNSS数据的快速下载。经验证,快速下载方案较原rtkget下载速度提高10倍以上,且能够在10分钟左右完整下载1070份精密星历。（2）评估了多测站多系统伪距、载波相位观测值精度,利用统计学方法进行了随机特性检验,探究了影响观测精度的因素。经实验发现,观测值精度随卫星高度角减小而降低;不同接收机类型、使用同类型接收机的不同测站,信号精度水平也不完全相同,实际应用中应具体分析。（3）评估了广播星历轨道和钟差的精度。提出了一种通过反算求解天线相位中心改正值的算法以及一种消除钟差系统性偏差的新方法。通过三个算例得出的主要结论有:四大GNSS的SISRE整体精度由高到低依次为Galileo、GPS、BDS、GLONASS,BDS-3的各项指标精度在四大GNSS中均最优;GPS广播星历精度会随着各类政策的实施及大气现象发生显着变化;GPS Block IIIA卫星SISRE精度约为0.2m,精度较Block IIF提高约1倍。（4）提出了一种适用于BDS的逐级周跳探测方法,并结合空间搜索与I-范数最小原则进行周跳修复。评估了30s采样间隔不同电离层活跃程度、不同纬度、不同季节、不同接收机GPS L1频点历元间电离层延迟误差的大致水平。经验证,该方法不仅适用于BDS不同轨道卫星1s采样间隔数据的周跳探测与修复,也适用于30s采样间隔、磁暴日数据的周跳探测与修复。（5）编制大批量GNSS数据下载软件“data Downloader”,多系统GNSS广播星历质量评估软件,GNSS三频周跳探测与修复软件。经算例验证,上述各软件均可实现预期功能,且界面友好,接口预留合理,便于优化与进一步开发。
赵坤娟[4]（2020）在《基于iGMAS的电离层监测和评估方法研究》文中研究指明电离层对卫星信号的影响一直是全球卫星导航系统GNSS（Global Navigation Satellite System）数据处理中主要的误差源之一。基于GNSS的电离层研究主要包括电离层延迟监测方法研究,建模和预报研究,以及电离层产品的应用。随着我国北斗卫星导航系统BDS（Bei Dou Navigation Satellite System）全球组网建设完成,使得基于GNSS的电离层研究有了更多的机遇和可能性。一方面,北斗系统的星座不同于其他卫星导航系统,在赤道上空包含特有的地球静止轨道GEO（Geostationary Earth Orbit）卫星,可实现高精度电离层延迟监测;另一方面,我国建立了独立的国际GNSS监测评估系统（international GNSS Monitoring and Assessment System,i GMAS）,使得研究电离层有了可靠的数据支撑和分析基础。因此本文依托i GMAS重点开展了北斗GEO卫星的电离层监测、北斗全球广播电离层延迟修正模型BDGIM（Bei Dou Global broadcast Ionospheric delay correction Model）评估、i GMAS电离层产品长期预报方法研究。论文研究结果可促进i GMAS监测系统的完善和发展,为我国北斗卫星导航系统和电离层相关技术的发展和应用提供支撑。论文研究的主要成果和创新点如下:（1）利用北斗GEO卫星对地静止的特性,基于近几年的观测数据和频间偏差产品,开展了固定穿刺点处电离层TEC的连续监测试验研究。BDS特有的GEO卫星和地面站相对位置固定,其电离层穿刺点几乎固定不变,可对固定穿刺点处电离层进行连续不间断监测。因此论文提出利用GEO卫星双频观测数据对固定穿刺点处电离层TEC监测的方法。首先通过比较北斗码伪距和载波相位观测值的不同组合,分析得到B1&B2双频组合计算电离层延迟为最优组合。然后采用相位平滑伪距方法计算电离层延迟TEC,相较其他电离层数学模型,该方法的优点是不会引入模型误差,连续三年监测结果与IGS格网产品比较误差约为2TECU。最后利用GEO电离层连续的监测结果,分析了太阳活动的电离层响应特征。（2）在北斗三号全球系统开通之前,基于i GMAS全球跟踪网等数据,以GNSS多系统的事后精密电离层产品和双频实测电离层产品为参考,开展了北斗电离层模型（BDGIM）评估方法研究和实际的试验评估,并与其他广播电离层模型进行了比较分析。评估结果表明:a)与BDSKlob相比BDGIM模型在性能上有了较大提升,电离层改正精度大约提高了20%,并弥补了BDSKlob模型在高纬度和两极区域异常的缺点;b)BDGIM模型和GPSKlob模型相比,模型参数更新率快,对全球范围内的电离层延迟描述更精确,北半球和赤道区域的电离层改正优势明显,南半球中纬度区域和GPSKlob模型精度相当,南半球高纬度区域会出现精度略逊于GPSKlob模型;c)BDGIM模型在电离层平静时期和春季异常时期的表现都优于BDSKlob、GPSKlob模型,在较长时间尺度上BDGIM模型也是可靠的。d)通过与双频实测电离层的对比,BDGIM的差值STD约为1～2.5 TECU;BDSKlob的差值STD约为2～3 TECU,GPSKlob的差值STD约为1.7～6.8 TECU。（3）基于i GMAS电离层产品研究了电离层TEC的长期预报方法,提出了电离层TEC的直接序列预报方法和间接系数预报方法,并对实际预报效果进行了验证。研究电离层TEC的长期预报方法,对于卫星导航系统自主运行,以及相关科学研究等具有重要意义。直接序列预报方法是利用自回归滑动平均ARMA（p,q）模型直接对每个格网点上的电离层VTEC序列进行预报,而间接系数预报方法是将电离层VTEC转换成球谐系数后,对球谐系数序列应用ARMA（p,q）模型进行预报。利用i GMAS电离层产品对提出的两种方法进行检验和比较,结果表明,在15天以内,上述两种方法的预报结果较好,和参考值比较具有很好的一致性,预报值和参考值之差小于3 TECU的格网点数占比75%以上,在每天太阳直射阶段和参考值的差值略大,在4 TECU以内,超过15天时,间接系数预报方法的精度略高于直接序列预报方法。通过6次30天的预报得到的2019年下半年结果显示,两种方法电离层预报的精度基本在80%以上。另外,直接序列预报方法适用于区域性预报,间接系数预报方法适用于全球性预报;临时预报采用直接序列预报方法较为省时,而连续自动化预报采用间接系数预报方法更省时省存储空间。
余龙飞[5]（2020）在《基于GNSS的电离层电子含量时空变化建模与分析》文中研究指明随着对地观测技术不断进步和发展,电离层探测从地基单站小范围探测转变成地基空基相结合覆盖全球范围长时间连续性观测。不断涌现的新探测手段,推动了电离层相关科学理论的研究和发展,揭示了各种电离层现象形成的物理机制,加深了对地球空间的环境认识。电离层的研究成果不仅能提高我国北斗卫星导航系统的导航定位精度,还能为交通运输提供高质量导航定位服务。因此对电离层的研究具备重要的经济价值、实用价值和科学研究意义。电离层电子含量变化包括时间维度和空间维度上的变化,其在时间维度和空间维度上连续变化且相互关联。本文利用电离层传统探测方式和GNSS观测方式获取的相关数据,在时空维度上,针对电离层电子密度反演、电离层电子含量预报和电离层电子含量异常探测研究中存在的问题,提出了更为合理可靠的电离层电子密度层析算法、覆盖全球的电离层电子含量预报模型和精准探测电子含量异常的新方法。本文主要研究内容和成果如下:（1）提出了一种基于几何向量法改进的电离层层析投影矩阵生成算法。传统像素基电离层层析投影矩阵解算过程复杂,解算结果存在一倍冗余且不能够直接得到唯一解,还需要进行判断才能得到满足条件的结果。新算法利用向量之间存在的几何关系将传统方法中解算三元二次方程问题简化成一元方程求解,减少了待求参数个数,降低了解算复杂度,不存在冗余解,无需进行二次判断即可得到唯一解,提高了一倍解算效率。（2）提出了一种基于Chapman函数和球谐函数的电离层电子密度反演算法。在像素基电离层层析反演电子密度过程中,解算结果会受到初值、三维空间离散化、数学模型合理性和有效GNSS射线空间分布等影响,使得反演结果无法真实反映出电离层电子在空间分布形态。新方法提出了一个连续可积的近似Chapman函数拟合电离层电子在垂直向变化形态,用球谐函数拟合Chapman函数的Nm F2和hm F2在水平向变化形态,不仅能反演出电离层电子随时间变化的空间分布形态,还能得到电离层Nm F2和hm F2在水平向的变化形态,拓展了GNSS在电离层研究中的应用。通过模拟实验和实测实验证实了像素基电离层层析算法中存在的问题,验证了新方法的可靠有效性。在实测实验中,与电离层测高仪实测的电子密度进行对比,Chapman函数层析算法相对于像素基层析算法,在100km200km范围内精度提高了27%,在300km以上范围精度提高了17%且决定系数R2达到0.986。（3）提出了一种基于深度学习的卷积长短时记忆网络对电离层电子含量进行全球预报的新方法。新方法利用了循环深度网络中卷积长短时记忆网络对图序列处理的优势,采用覆盖全球的电离层电子含量图时间序列数据,进行电离层电子含量预报。新方法充分利用电子含量在空间和时间上的有效信息,其输入和输出样本数据通为图时间序列,同时将原始电子含量图时间序列在以天为单位的时间维度上进行一次差分和二次差分,将差分后的数据作为另外两种输入样本数据,挖掘原始数据总蕴含的非平稳信息。实验表明建模样本时长将会影响预报模型精度;但是当建模样本时长超过一定长度,新方法预报模型预报精度不会受预报时长影响保持稳定;预报结果能够更加精细的描绘电离层电子含量在空间中分布细节;新方法预报结果对外界因素具有很强敏感度,可用于探究外界因素对电离层电子含量变化产生的影响。与CODE发布的一天电子含量预报产品相比,新方法预报精度平均提高了22.1%,其中最大提高了44.6%。（4）提出了一种新电离层电子含量异常探测方法。目前电离层电子含量异常探测过程中存在的非平稳信息影响会导致探测结果错误或失败。本文利用卷积长短时记忆网络电离层电子含量预报对影响电离层变化的外界因素敏感度,提供精确背景参考值用于电离层电子含量异常探测。通过对比滑动窗口法在静地磁环境和2016年日本熊本地震前复杂空间环境下对电离层异常进行探测,新异常探测方法获得的电离层电子含量异常和相对异常探测结果相一致。通过分析2016年日本熊本地震-电离层耦合性,发现地震发生前一天和地震当天在震中区域内存在持久的电离层异常现象可能与地震发生有关。实验分析结果表明:新异常探测方法能够准确可靠地探测出电离层异常,探测能力优于传统异常探测方法。
丁硕[6]（2020）在《基于北斗GEO卫星的精密共视时间频率传递方法研究》文中认为载波相位站间共视时间频率传递技术已日臻成熟,其中模糊度问题一直是这项技术的研究重点。国际GNSS监测评估系统（iGMAS）提供包括北斗卫星在内的精密卫星轨道等产品,因此开展基于北斗卫星的精密时间传递就成为了当前国际研究热点。我国北斗卫星导航系统（BDS）已建成基本系统并开始提供服务,并且北斗系统是混合星座,具有多颗地球静止轨道（GEO）卫星。基于GEO卫星对广大区域一直可视的优势,使用北斗GEO卫星的载波相位观测技术,借助于iGMAS产品,开展站间精密的时间频率传递研究,这种新方法命名为“基于北斗GEO卫星的精密共视时间频率传递方法”（PCVTFT）。本文建立了PCVTFT测量模型,开展了单星的PCVTFT试验,开展了接收机时延相对标校试验研究,分析了轨道和电离层误差等的影响。论文主要研究成果和创新点如下:（1）基于北斗系统的特色,提出了基于北斗GEO卫星的精密共视时间频率传递方法（PCVTFT）,建立了使用单GEO卫星的PCVTFT测量模型。PCVTFT的主要优点是在时间传递的时候可以有效减少模糊度数量,并可实现任意校频周期的频率传递。（2）基于iGMAS平台和北斗GEO卫星,开展了PCVTFT试验,1)对于西安-临潼基线（30km基线长度）,给出了半个月无周跳的结果,并与光纤时间频率传递结果进行比较,二者的吻合程度（RMS）为0.13ns;2)西安-长春2000km长度的基线,给出半个月无周跳结果,与TWSTFT结果进行比较,吻合程度（RMS）为0.44ns;给出了长弧段、标准周跳修复的PCVTFT结果,吻合程度（RMS）为0.5ns;3)西安-喀什3000km长度的基线,PCVTFT方法得到的站间钟差与TWSTFT结果进行比较,吻合程度（RMS）为0.76ns。这些结果表明:在2000km-3000km长基线情况下,PCVTFT时间传递准确度与TWSTFT基本相当;并且PCVTFT性能与基线长度有关,基线越短性能越好,在30km中短基线情况下,PCVTFT时间传递准确度达到0.13ns。（3）基于北斗民用精码数据,开展了接收机时延相对标定方法试验研究。设计了并址共源的测量方式,对接收机和天线时延进行整体标定。站坐标事先用PPP方式精密解算,使用了iGMAS提供的事后精密轨道。在临潼开展了iGMAS接收机和另外一台接收机的相对时延标定试验。试验结果表明,使用民用精码的接收机时延相对标定精度为0.52ns;使用相位平滑伪距方法得到的接收机时延标定精度0.26ns。试验结果对于PCVTFT等高精度时间传递具有重要参考意义。（4）分析了GEO轨道误差和电离层误差对PCVTFT的影响。针对目前在轨的几颗GEO卫星,对西安-长春、西安-三亚、西安-喀什等基线,计算并分析了GEO轨道误差对PCVTFT的影响。对GEO双频解算的电离层产品与IGS的TEC产品进行了比较分析。另外对电离层2阶项进行了计算,并分析了对PCVTFT的影响。（5）开展了PCVTFT实时应用示范设计。以中科院国家授时中心站、长春人卫站、喀什站、乌鲁木齐站和三亚站为数据源,设计了实时时间传递方案和数据处理中心。实时数据处理采用了iGMAS提供的超快星历,站间钟差产品在数据处理中心提供网络服务。
张岩[7]（2020）在《北斗星基增强系统电离层完好性关键技术研究》文中提出对于航空等生命安全用户而言,导航系统的完好性是必须要考虑的一项指标。星基增强系统作为传统GNSS系统的“补丁”,能够对基本导航系统提供精度及完好性增强。电离层特性建模及完好性参数估计问题一直是星基增强系统（Satellite Based Augmentation System,SBAS）领域研究的重点。现有的SBAS电离层模型及增强参数估计都是基于美国本土区域数据展开的分析,其结果直接应用于北斗星基增强服务区域下可能会导致改正精度及完好性可用性的下降。在此背景下,论文围绕北斗星基增强系统电离层相关完好性参数的估计问题展开研究,以期在满足系统完好性的同时提升系统可用性。论文的研究成果和主要创新点包括:（1）针对传统SBAS电离层模型在北斗星基增强服务区域下的适用性问题展开研究。从模型确定部分函数形式、模型随机部分统计特性以及系统对模型参数播发的时空分辨率要求三个方面进行分析,并同美国本土区域下的结果进行对比。结果表明:就函数形式而言,平面线性模型在北斗区域内仍然成立,但拟合残差相对美国本土区域更大,这同电离层在地磁低纬度区域的特性相关。就模型随机部分的统计特性而言,北斗SBAS区域下的模型噪声具有更大的噪声方差,且呈现出更加明显的非高斯特点;就时空分辨率而言,虽然减小格网间隔和时间更新周期能够提高模型精度,但性能提升幅度相对于SBAS接口修改的复杂性而言并不明显,因此在本文分析中此两项参数保持不变。（2）针对传统基于最小方差搜索的单站差分码偏差（Differential Code Bias,DCB）估计算法在电离层活跃及地磁低纬度地区性能下降的问题展开研究。提出基于平面线性模型及偏差检测的DCB估计方法,并通过理论证明了此方法相对于传统最小方差搜索算法的优势。利用IGS数据对比了本文提出方法在不同地磁纬度、不同季节以及不同电离层活动情况下DCB估计的性能,并同传统方法进行对比。结果表明:DCB估计性能不存在明显的季节差异。地磁纬度和电离层活动情况是影响传统最小方差搜索算法性能的关键因素。以低纬度BOGT站30天DCB估计稳定性分析结果为例,本文算法下DCB波动标准差为1.49ns,远小于传统方法下5ns的波动标准差。同时,对全球范围内100个IGS站的分析结果表明,电离层活跃条件下,本文算法下DCB估计结果同欧洲定轨中心（CODE）播发产品间的平均偏差为1ns,小于传统方法下2ns的平均偏差。（3）针对目前WAAS中所采用的基于相对重心（RCM）的电离层威胁模型存在的对未采样误差方差估计结果过于保守的问题展开研究。从物理意义出发提出基于相对覆盖面积（RCOV）的电离层威胁模型设计方法。理论给出了此种威胁模型的设计参数,并通过实验对基于RCOV的电离层威胁模型的性能进行说明。结果表明:在电离层平静期,RCOV模型能够在约36%的有效面积下相比于RCM存在超过20%的可用性性能提升。在电离层活跃期,可用性的性能提升幅度更大。同时,文章通过对归一化电离层延迟估计误差的统计特性分析,初步对系统完好性进行了验证。（4）针对现有完好性误差建模方法存在的模型过于保守而导致系统可用性不足的问题展开研究,提出了一种改进的双边误差包络建模方法。结合电离层模型噪声参数估计这一具体的应用背景,推导了双边误差包络方法在零均值约束条件下的参数估计方法。通过实验对比了传统方法与改进方法间的性能差异。结果表明:在测量域上,改进的双边误差包络方法得到的误差模型同样本经验分布间的差异更小,性能提升幅度约为50%。同时,这种提升幅度会随着卷积次数的增大而增大。而具体的限定函数结果同经验分布之间的差异则同样本经验分布有关,同高斯分布越接近差异越小。
黄小东[8]（2019）在《基于多频多模GNSS观测的电离层建模研究》文中进行了进一步梳理电离层延迟误差是卫星导航中棘手的问题之一,基于全球卫星导航系统（GNSS）技术的电离层研究主要集中在两个方面,一是电离层总电子含量（TEC）的监测与模型建立;二是基于高精度电离层模型的应用研究,如电离层误差修正,电离层与地震、台风、海啸、强降雨等强对流天气之间的耦合关系等。当前,各GNSS系统正在从提升导航定位性能与提高应用服务水平方面加紧对系统进行升级和改善。在GNSS系统建设、升级与现代化改进中,对电离层的模型性能与修正技术指标也提出了新的要求。同时,各种全球的、区域的多GNSS跟踪站网建设更趋于完善,为提升GNSS电离层模型性能提供了丰富的数据资源和平台契机。基于此,本论文主要研究基于GPS+BDS+GLONASS+GALILEO四系统观测数据建立高精度电离层模型,重点解决测站稀疏的高纬度地区电离层模型精度问题和中国区域的电离层建模精度问题。围绕这一目标,本文首先深入探讨了GNSS反演电离层延迟的基本原理和方法;然后研究了如何利用GNSS观测数据建立全球和区域电离层模型,精确确定了卫星端硬件延迟（DCB）参数;针对高纬度地区GNSS跟踪站分布较少、建模精度较低的问题,采用不等式约束算法;最后利用北斗地基增强系统GNSS观测数据建立了中国区域电离层模型。本文的主要工作如下:（1）详细介绍了电离层基本特性,细致阐述了基于GNSS反演电离层延迟的基本原理和方法,深入分析了利用GNSS提取电离层TEC的误差影响。归纳了目前常用的电离层数学模型表达与计算方法。（2）研究并实现了基于GNSS观测建立全球和区域的电离层模型。详细论述了从数据预处理到利用数学模型拟合求解电离层模型参数的全部过程。并利用CODG发布电离层网格产品作为参考,评估本文研究的电离层模型的精度和可靠性。（3）研究了不等式约束算法在电离层建模中的应用,通过对电离层建模过程当中的负值格网点加入非负非零约束来改善电离层模型的奇异值,并进行了试验测试,其结果表明:加入不等式约束的优化算法改善了高纬度地区电离层建模精度,同时也提高了全球电离层模型精度。（4）利用北斗地基增强系统框架网的观测数据建立了中国区域电离层TEC模型,并用该模型进行电离层延迟改正后的精密定位测试,其试验结果表明,该区域电离层模型精度和可靠性均优于全球电离层模型。总之,本文从电离层建模数据源多模化以及电离层建模算法改进的角度来提高全球/区域电离层建模精度,其建模结果表明,改进的模型均具有较高的精度和可靠性。
吴玉飞[9]（2019）在《基于电离层扰动监测的空间目标探测方法研究》文中指出近年来,随着人类空间活动和卫星导航系统的增多,对电离层各种特征参数的监测需求也越来越强烈,对电离层的研究不仅可以促进人类认识近地空间系统,而且对近地空间的军事活动等具有重要的意义。国内外学者在电离层探测上已经开展了大量的研究工作,如何进一步提高电离层电子含量（Total Electron Content,TEC）的探测精度,成为电离层研究的关键问题。本文基于Kalman滤波将国际参考电离层（International Reference Ionosphere,IRI）模型中数据与GPS（Global Positioning System,GPS）地基反演得到的数据进行融合,从而提高了电离层垂直总电子含量（Vertical Total Electron Content,VTEC）的近实时反演精度。本文在空间目标活动与电离层相互作用的基础上,综合利用GPS地基反演算法和数据融合算法对电离层扰动进行分析,从而探测出空间目标的活动。本文主要从以下四个方面展开研究:1、针对太阳活动和地磁活动对电离层的影响进行了分析,阐述了空间目标活动对电离层造成的影响,并通过数值仿真分析了电磁波在等离子体中的传播特性,详细分析了电磁波的衰减常数随碰撞频率、电磁波频率以及等离子体频率的变化情况。2、详细研究了电离层观测和反演技术,主要对GPS电离层掩星观测技术、电离层层析重建技术和GPS双频地基反演技术进行了阐述,同时分析了这些观测技术的优劣,并利用GPS双频地基反演得到了高纬度区域、中纬度区域、低纬度区域的电离层VTEC。3、对现有的电离层模型进行了介绍,并对电离层格网模型中的两种插值算法进行了阐述,通过实验分析了两种插值算法的优缺点。同时,提出利用Kalman滤波将IRI-2016与GPS双频地基反演的数据进行融合,在高纬度区域、中纬度区域、低纬度区域对比该融合算法与GPS双频地基反演的优劣,结果表明数据融合能够有效提高电离层反演的精度。4、分别利用GPS地基反演算法和数据融合算法,对2012年某运载火箭发射前后时间段电离层VTEC进行观测。利用地面观测站监测到空间目标活动对电离层造成的扰动,从而验证了基于电离层扰动监测空间目标活动的可行性。
王剑英[10]（2018）在《联合空地基GNSS数据的区域电离层建模研究》文中研究表明电离层是空间环境的重要组成部分。随着航空航天和无线通信技术的飞速发展和广泛应用,电离层对它们的影响日益不容忽视,尤其是对于GNSS系统,电离层引发的电波信号折射是其主要的误差源。影响电波折射的直接因素是电离层中的电子含量及其分布。电离层的变化特性极为复杂,很难从物理层面准确描述。在实践中,常用的有效研究手段是先利用各类探测手段获取电子含量实测信息,然后用合适的数学函数建立电离层TEC和电子密度分布模型。高精度的电离层模型有利于提高GNSS用户的导航定位精度,也可为空间环境监测和预报提供数据参考,对于电离层基础理论研究更是具有重要的科学意义。在众多电离层探测技术中,一方面地基GNSS技术是目前获取TEC精度最高的测量手段,而另一方面,空基GNSS电离层掩星技术可以获取高精度的电子密度剖面。本文联合空地基GNSS数据进行电离层建模,充分发挥地基GNSS技术可长期连续监测的优势和空基掩星技术全天候、高垂直分辨率的优势。本文的主要研究内容如下:1、简要介绍了电离层研究现状和GNSS概况,分析了电离层的分层和变化特性,并描述了通过地基GNSS获取电离层TEC和通过空基掩星探测电子密度的基本原理。随后具体从以下三个方面展开电离层建模的研究:2、基于单站地基GNSS数据的区域二维VTEC建模。以非组合PPP技术代替常规的载波平滑伪距法,顾及硬件延迟偏差项的影响,应用扩展卡尔曼滤波估计斜电离层延迟。随后根据单站TEC实测数据建立起VTEC区域多项式模型,评估了分时段建模的内符合精度,同时通过IGS格网产品来评价外符合精度。试验结果表明VTEC模型具备较好的拟合效果,多个测站VTEC结果与IGS产品的基本一致。3、电离层垂直方向电子密度剖面的反演。提出一种综合Chapman函数和QP函数,用掩星实测数据提供标高约束的电子密度垂直剖面反演方法。选取东亚地区若干测站的多个数据进行实验,将电子密度剖面以及F2峰值参数估值结果与掩星、IRI结果作比较分析。结果显示,通过本文方法获取的电子密度剖面曲线与掩星和IRI结果较为符合,F2层峰值参数的精度略优于IRI模型。4、区域三维空间电子密度建模研究。在反演的单站垂直剖面的基础上,根据区域内掩星观测和多个地基测站的实测数据,用低阶球谐函数拟合foF2和hmF2的水平分布。欧洲地区的试验结果表明,以地面垂测仪台站数据为基准,本文三维模型得到的F2层峰值参数相比IRI模型更符合实际情况。为进一步评价模型的可靠性,本文提出检验STEC观测值与模型计算值符合度的检验。发现除在测区边缘外,区域内部STEC符合的精度较高。相较于像素基层析模型,本文的三维电子密度模型大大减少了待估参数的个数,计算更加方便简洁,具有一定的参考价值。
二、用GPS测定TEC的硬件偏差估计方法及其计算结果分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、用GPS测定TEC的硬件偏差估计方法及其计算结果分析（论文提纲范文）
（1）大气延迟改正的GNSS单频PPP方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究目标和内容 |
| 2 精密单点定位基本理论与方法 |
| 2.1 非差非组合数学模型 |
| 2.2 参数估计方法 |
| 2.3 精密单点定位主要误差改正 |
| 2.4 CSRS-PPP解算结果精度评定 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 单频周跳探测与修复 |
| 3.1 常规单频周跳探测与修复方法 |
| 3.2 基于SEID的单频周跳探测与修复方法 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 对流层延迟相关模型对SF PPP影响 |
| 4.1 对流层延迟相关模型 |
| 4.2 实验与分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 基于SEID模型的单频电离层延迟模型 |
| 5.1 电离层延迟改正模型 |
| 5.2 基于SEID模型的电离层延迟计算方法 |
| 5.3 实验与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 基于大气延迟约束的事后单频PPP |
| 6.1 对GIM产品的不同插值方法 |
| 6.2 单频大气延迟约束模型 |
| 6.3 不同大气延迟约束模型实验与分析 |
| 6.4 不同环境大气延迟约束实验与分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 基于大气延迟约束的实时单频PPP |
| 7.1 实时PPP概述 |
| 7.2 实时SSR精密产品恢复 |
| 7.3 CLK93 产品质量评估 |
| 7.4 不同大气延迟约束对实时单频GNSS PPP的影响 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（2）低轨纳米卫星的星载GNSS精密定轨研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 精密定轨的研究现状及问题 |
| 1.2.1 导航卫星精密定轨 |
| 1.2.2 星载GNSS精密定轨及低轨卫星介绍 |
| 1.2.3 轨道确定的数据处理及质量控制 |
| 1.3 本文的主要研究内容及其意义 |
| 第二章 低轨卫星轨道确定的理论基础 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 时间系统与坐标系统 |
| 2.2.1 时间系统 |
| 2.2.2 坐标系统 |
| 2.3 GNSS观测方程及其线性组合 |
| 2.3.1 基本观测模型 |
| 2.3.2 主要误差改正 |
| 2.3.3 观测值的线性组合 |
| 2.4 椭圆运动方程及开普勒轨道根数 |
| 2.4.1 椭圆运动的基本关系式 |
| 2.4.2 轨道根数与状态向量的相互转换 |
| 2.5 低轨卫星轨道确定 |
| 2.5.1 卫星运动方程及其数值解 |
| 2.5.2 初轨确定 |
| 2.5.3 精密定轨 |
| 2.5.4 Bernese GNSS软件及其改进 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 一种适用于CUBESAT轨道确定的GNSS有效载荷 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 CUBESAT轨道确定有效载荷的设计及试验分析 |
| 3.3 小卫星入轨快速识别 |
| 3.4 GNSS接收机星载导航解 |
| 3.4.1 导航解参数估计 |
| 3.4.2 导航解数据质量分析 |
| 3.4.3 基于导航解的接收机时钟在轨表现分析 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 GNSS有效载荷在轨导航试验及定轨分析 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 低轨卫星轨道摄动 |
| 4.2.1 轨道摄动力的先验模型 |
| 4.2.2 高斯摄动方程 |
| 4.3 GNSS载荷在轨导航性能评估及定轨分析 |
| 4.3.1 星载导航解精度评估与分析 |
| 4.3.2 利用星载导航解卫星速度信息完善CubeSat轨道确定及系统误差分析 |
| 4.3.3 轨道沿迹向经验常加速度的估计 |
| 4.3.4 基于星载导航解数据的精确轨道预报 |
| 4.4 GNSS载荷在轨导航试验分析 |
| 4.4.1 四个GNSS接收机在轨并行运行试验 |
| 4.4.2 GPS+Galileo试验 |
| 4.4.3 GPS+GLONASS试验 |
| 4.5 卫星轨道机动分析 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 CUBESAT单频GNSS轨道测定及SLR轨道检核 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 GNSS单频观测值的误差及改正 |
| 5.2.1 接收机测量误差 |
| 5.2.2 低轨卫星单频观测值的电离层误差及其改正 |
| 5.2.3 低轨卫星单频观测值的码偏差改正 |
| 5.3 事后轨道确定及结果分析 |
| 5.3.1 Kiwi原始观测数据处理及结果分析 |
| 5.3.2 Hawaii原始观测数据处理及结果分析 |
| 5.4 SLR CAMPAIGN及轨道检核 |
| 5.4.1 SLR链路预算的模拟计算分析 |
| 5.4.2 预报轨道的精度分析 |
| 5.4.3 SLR观测值检核Cube Sat轨道 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 精密钟差产品综合方法及综合产品在LEO定轨中的测试 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 IGS钟差产品的综合及验证 |
| 6.2.1 IGS钟差综合的原理和方法 |
| 6.2.2 IGS钟差综合的数据处理和比较分析 |
| 6.2.3 IGS综合钟差的PPP试验 |
| 6.3 IGMAS四系统精密钟差产品的综合及验证 |
| 6.3.1 iGMAS钟差产品综合的问题及策略 |
| 6.3.2 iGMAS钟差综合的数据处理和比较分析 |
| 6.4 综合钟差用于LEO精密轨道确定的试验 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 总结及展望 |
| 7.1 主要研究成果总结 |
| 7.2 未来的工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得研究成果 |
| 致谢 |
（3）GNSS数据质量评估及预处理相关问题的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 四大GNSS星座简介 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 研究进展 |
| 1.2.1 GNSS数据获取 |
| 1.2.2 GNSS观测信息质量评估 |
| 1.2.3 GNSS三频周跳探测与修复 |
| 1.3 研究内容及论文架构 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 GNSS数据产品及快速下载方法研究 |
| 2.1 IGS简介 |
| 2.1.1 IGS组织架构 |
| 2.1.2 IGS提供的数据产品 |
| 2.1.3 MGEX项目概况 |
| 2.2 IGS数据中心归档方式 |
| 2.3 基于rtkget实现数据文件快速下载 |
| 2.3.1 rtkget下载流程解析 |
| 2.3.2 开辟线程池实现多线程快速下载的新方案 |
| 2.3.3 多线程快速下载实例测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 GNSS测距信号精度评估 |
| 3.1 伪距观测值精度评估 |
| 3.1.1 CC组合观测量的构造 |
| 3.1.2 实测数据伪距观测值的精度评估 |
| 3.1.3 组合观测量差值序列的正态性检验 |
| 3.1.4 卫星高度角对伪距观测值精度的影响 |
| 3.2 载波相位观测值精度评估 |
| 3.2.1 高次差法评估原理与正态性检验 |
| 3.2.2 实测数据载波相位观测值的精度评估 |
| 3.2.3 卫星高度角对载波相位观测值精度的影响 |
| 3.3 不同测站观测数据质量对比 |
| 3.3.1 多测站数据质量统计 |
| 3.3.2 观测数据中的钟跳分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 GNSS广播星历质量评估 |
| 4.1 广播星历质量评估方法 |
| 4.1.1 广播星历卫星位置与钟差的计算方法 |
| 4.1.2 精密星历卫星位置与钟差的计算方法 |
| 4.1.3 排除地影区卫星 |
| 4.2 广播星历精度评估关键问题 |
| 4.2.1 精度指标的选择 |
| 4.2.2 坐标框架与系统时 |
| 4.2.3 天线相位中心改正 |
| 4.2.4 钟差系统性偏差的消除 |
| 4.3 四大GNSS广播星历的评估 |
| 4.3.1 一般评估 |
| 4.3.2 超长时段广播星历质量监测 |
| 4.3.3 新型号卫星广播星历精度的评估 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 GNSS三频周跳探测与修复 |
| 5.1 周跳探测与修复常用的组合观测量 |
| 5.1.1 无几何相位组合 |
| 5.1.2 伪距相位差组合 |
| 5.1.3 周跳修复 |
| 5.2 逐级周跳探测与修复 |
| 5.2.1 探测各个频点的大周跳 |
| 5.2.2 探测三频小周跳组合 |
| 5.2.3 探测特殊周跳组合 |
| 5.2.4 周跳修复 |
| 5.3 实测数据算例 |
| 5.3.1 各参数取值与计算结果分析 |
| 5.3.2 周跳探测性能的理论分析 |
| 5.3.3 实际周跳探测与修复效果 |
| 5.4 采样间隔较大、磁暴日观测数据的适用性探究 |
| 5.4.1 基于实际数据质量的实验结果 |
| 5.4.2 30s采样数据△I统计 |
| 5.4.3 不同△I预设精度的实验结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 实用软件工具包的编制 |
| 6.1 数据下载软件“data Downloader” |
| 6.1.1 data Downloader设计思路 |
| 6.1.2 data Downloader界面交互 |
| 6.1.3 data Downloader运行示例 |
| 6.2 GNSS广播星历质量评估软件 |
| 6.2.1 软件实现思路 |
| 6.2.2 软件界面交互 |
| 6.2.3 软件输出结果 |
| 6.3 GNSS三频周跳探测与修复软件 |
| 6.3.1 软件界面 |
| 6.3.2 软件输出结果 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文主要工作 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（4）基于iGMAS的电离层监测和评估方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题的背景和意义 |
| 1.2 电离层相关研究的国内外现状 |
| 1.3 论文主要内容与结构安排 |
| 第2章 GNSS相关内容及电离层基本理论 |
| 2.1 GNSS的发展现状及IGS和 iGMAS的简介 |
| 2.2 卫星导航定位原理及相关误差源分类 |
| 2.3 电离层的基本理论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于北斗GEO卫星的电离层监测方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 双频实测电离层监测原理和精度分析 |
| 3.2.1 双频观测值的选取及平滑方法 |
| 3.2.2 组合观测值计算电离层的精度分析 |
| 3.3 利用北斗GEO卫星的优势 |
| 3.4 监测固定穿刺点处TEC结果及分析 |
| 3.4.1 单站电离层监测结果 |
| 3.4.2 典型测站连续监测结果与分析 |
| 3.5 利用监测结果分析太阳活动的电离层响应特征 |
| 3.5.1 太阳活动表征指数与分析电离层响应的思路 |
| 3.5.2 第24太阳活动周的电离层响应特征及其分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 北斗三号BDGIM模型性能评估 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 广播电离层模型算法 |
| 4.3 测站分布、参数选择与评估方法 |
| 4.4 评估结果及分析 |
| 4.4.1 全球格网点上不同电离层模型计算结果与分析 |
| 4.4.2 各个站点上空不同电离层模型计算结果与分析 |
| 4.4.3 与双频实测电离层的对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 iGMAS电离层产品的长期预报方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 时间序列模型及其性质 |
| 5.3 直接序列预报方法和间接系数预报方法 |
| 5.4 预报结果及其分析 |
| 5.4.1 直接序列预报方法预报结果 |
| 5.4.2 间接系数预报方法预报结果 |
| 5.4.3 两种方法预报结果对比及其分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 地磁活动的电离层响应特征分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 地磁暴的指数和形态及分析电离层响应的思路 |
| 6.3 地磁活动对应的测站电离层响应实例与分析 |
| 6.3.1 测站TEC序列和强磁暴期间DST指数相关性 |
| 6.3.2 电离层增量dTEC和强磁暴期间DST的相关性 |
| 6.3.3 较平静地磁环境下的电离层响应 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文的主要结论及创新点 |
| 7.2 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）基于GNSS的电离层电子含量时空变化建模与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 术语与符号约定 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 电离层研究的意义 |
| 1.2 电离层研究及进展 |
| 1.2.1 电离层探测技术 |
| 1.2.2 电离层模型理论与研究 |
| 1.2.3 基于GNSS电离层研究 |
| 1.2.4 电离层时空变化研究 |
| 1.2.5 目前研究存在的不足 |
| 1.3 研究内容与结构安排 |
| 第二章 基于GNSS的电离层电子含量建模原理与方法 |
| 2.1 电离层电子密度特征 |
| 2.1.1 电离层形成过程 |
| 2.1.2 电离层电子密度垂直分布特征 |
| 2.1.3 电离层电子密度Chapman函数 |
| 2.2 GNSS电离层观测量 |
| 2.2.1 电离层对电磁波影响 |
| 2.2.2 GNSS电离层观测量 |
| 2.3 基于GNSS的电离层电子含量建模 |
| 2.3.1 电离层延迟模型 |
| 2.3.2 电离层层析技术 |
| 2.3.3 改进的电离层层析投影矩阵生成算法 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 基于Chapman函数的电离层电子密度反演 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Chapman函数电离层层析 |
| 3.2.1 Chapman函数电离层电子密度反演 |
| 3.2.2 近似Chapman函数性质分析 |
| 3.3 实验与分析 |
| 3.3.1 Chapman函数电离层电子密度反演过程 |
| 3.3.2 数值模拟实验与分析 |
| 3.3.3 实测数据实验与分析 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 基于卷积长短时记忆网络的电离层电子含量预报 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电离层电子含量预报 |
| 4.2.1 卷积层和逆卷积层 |
| 4.2.2 长短时记忆网络 |
| 4.2.3 CLSTM电离层电子含量预报模型 |
| 4.3 实验与分析 |
| 4.3.1 电离层电子含量预报数据集及预处理 |
| 4.3.2 电离层电子含量预报模型精度分析 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 震前电离层电子含量异常探测及分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 电离层电子含量异常探测方法 |
| 5.2.1 传统异常探测方法 |
| 5.2.2 CLSTM异常探测方法 |
| 5.3 实验与分析 |
| 5.3.1 静地磁环境下电离层电子含量预报分析 |
| 5.3.2 熊本7.0级地震前电离层电子含量异常探测的背景值分析 |
| 5.3.3 2016年熊本7.0级地震-电离层耦合性分析 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A 作者攻读博士学位期间的研究成果 |
（6）基于北斗GEO卫星的精密共视时间频率传递方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 时间传递技术的发展 |
| 1.2.1 古代时间传递技术 |
| 1.2.2 现代时间传递技术 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 研究目的及意义 |
| 1.5 论文的主要工作与内容安排 |
| 第2章 高精度时间频率传递基本原理 |
| 2.1 GPS/BDS单向授时 |
| 2.2 GNSS共视时间传递 |
| 2.2.1 基本原理 |
| 2.2.2 不同基线长度的共视时间传递 |
| 2.3 GNSS PPP时间传递方法 |
| 2.3.1 基本模型 |
| 2.3.2 UofC模型 |
| 2.4 TWSTFT时间传递 |
| 2.4.1 时间传递公式 |
| 2.4.2 误差源分析 |
| 2.5 光纤时频传递 |
| 2.6 时间和频率表征 |
| 2.6.1 时域测量 |
| 2.6.2 频率测量 |
| 2.6.3 时间和频率波动模型 |
| 2.6.4 频率稳定度的特征 |
| 2.6.5 时间偏差与时间方差 |
| 2.7 小结 |
| 第3章 PCVTFT时间频率传递模型和试验 |
| 3.1 研究背景和研究的问题 |
| 3.2 PCVTFT方法及观测方程 |
| 3.2.1 建立PCVTFT方法的观测方程 |
| 3.2.2 PCVTFT方法分析 |
| 3.3 PCVTFT短基线试验及结果分析 |
| 3.3.1 超短基线(5m)试验 |
| 3.3.2 短基线(西安-临潼30km基线)试验 |
| 3.4 PCVTFT长基线试验及结果分析 |
| 3.4.1 双向卫星时间频率传递和转发式测定轨试验平台 |
| 3.4.2 西安-长春1800km长基线试验 |
| 3.4.3 西安-喀什3000km长基线试验 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 短基线GNSS接收机时延相对校准试验 |
| 4.1 基本原理 |
| 4.2 试验数据及处理策略 |
| 4.3 试验分析 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 GEO卫星轨道误差对PCVTFT的影响分析 |
| 5.1 GEO轨道误差对PCVTFT影响的计算方法 |
| 5.1.1 GEO轨道误差 |
| 5.1.2 轨道误差对PCVTFT影响的计算方法 |
| 5.2 计算结果及分析 |
| 5.2.1 北斗GEO卫星情况及跟踪站选择 |
| 5.2.2 解算结果及分析 |
| 第6章 电离层误差对精密时间传递的影响分析 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 电离层一阶项、二阶项延迟计算方法 |
| 6.3 北斗GEO卫星电离层延迟改正计算分析 |
| 6.3.1 实验数据及处理策略 |
| 6.3.2 结果分析 |
| 6.4 电离层二阶项延迟的计算与分析 |
| 6.4.1 实验数据与处理策略 |
| 6.4.2 二阶电离层延迟对观测值的影响 |
| 6.4.3 二阶电离层延迟对测站钟差影响 |
| 6.4.4 二阶电离层延迟对时间传递的影响 |
| 6.5 小结 |
| 第7章 PCVTFT实时应用初步研究 |
| 7.1 实时时间传递数据平台设计 |
| 7.1.1 数据源 |
| 7.1.2 数据中心设计 |
| 7.1.3 软件界面设计 |
| 7.2 实时时间传递方案的设计 |
| 7.3 小结 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 论文主要研究成果与创新点 |
| 8.2 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）北斗星基增强系统电离层完好性关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与选题 |
| 1.1.1 星基增强服务是北斗系统的基本服务类型之一 |
| 1.1.2 电离层是影响星基增强系统性能的关键 |
| 1.1.3 星基增强系统组成结构 |
| 1.1.4 课题来源及选题 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 电离层延迟提取及差分码偏差估计 |
| 1.2.2 星基增强系统中电离层建模技术 |
| 1.2.3 完好性增强及星基增强系统中电离层完好性参数估计 |
| 1.3 论文结构安排 |
| 第二章 SBAS电离层模型在中国区域适用性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 SBAS电离层模型及其参数估计方法 |
| 2.2.1 SBAS单层平面线性格网模型 |
| 2.2.2 基于Kriging方法的格网电离层延迟估计 |
| 2.3 模型在中国区域适用性分析 |
| 2.3.1 模型噪声统计特性分析 |
| 2.3.2 拟合IPP选择方法 |
| 2.3.3 电离层延迟估计拟合残差分布 |
| 2.3.4 模型的时空分辨率对电离层延迟估计精度的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于SBAS平面线性模型的单站接收机DCB估计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电离层VTEC及接收机DCB估计方法 |
| 3.2.1 GNSS双频观测模型 |
| 3.2.2 单站接收机DCB估计方法 |
| 3.3 基于平面线性模型及偏差检测的单站DCB估计方法 |
| 3.3.1 局部电离层v TEC的平面线性特性 |
| 3.3.2 基于平面线性模型的最小方差搜索算法 |
| 3.4 实验及结果分析 |
| 3.4.1 不同地磁纬度下算法性能分析 |
| 3.4.2 不同电离层活动情况下算法性能分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于相对覆盖面积的电离层威胁模型设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电离层未采样误差及威胁模型生成 |
| 4.2.1 电离层未采样误差及威胁模型属性 |
| 4.2.2 威胁模型构造过程 |
| 4.3 基于相对覆盖面积的电离层威胁模型 |
| 4.3.1 电离层威胁模型对属性的要求 |
| 4.3.2 基于相对覆盖面积的投影函数设计 |
| 4.3.3 RCOV性能说明 |
| 4.4 性能分析 |
| 4.4.1 实验场景设置 |
| 4.4.2 电离层威胁模型结果 |
| 4.4.3 可用性性能分析 |
| 4.4.4 完好性初步验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 改进的双边误差包络建模方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 SBAS完好性及考虑完好性的误差建模方法 |
| 5.2.1 SBAS完好性概念 |
| 5.2.2 现有误差包络方法 |
| 5.3 改进的双边误差包络方法 |
| 5.3.1 改进的双边误差包络方法的基本原理 |
| 5.3.2 测量域上MPO方法的有效性证明 |
| 5.3.3 定位域上MPO方法的有效性证明 |
| 5.3.4 MPO方法性能说明 |
| 5.4 零均值高斯约束下的双边误差包络方法 |
| 5.4.1 非零均值模型噪声作用下用户定位误差分布 |
| 5.4.2 零均值约束下方差计算方法 |
| 5.5 性能分析 |
| 5.5.1 实验配置及模型参数生成 |
| 5.5.2 实验过程及结论 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 本文主要研究成果 |
| 6.1.1 SBAS电离层模型在中国区域适用性分析 |
| 6.1.2 电离层活跃条件下单站DCB估计算法 |
| 6.1.3 基于相对覆盖面积的电离层威胁模型设计 |
| 6.1.4 考虑完好性的误差建模方法 |
| 6.2 下一步工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（8）基于多频多模GNSS观测的电离层建模研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于GNSS电离层建模方面 |
| 1.2.2 GNSS差分码偏差估计方面 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 GNSS电离层建模基本原理 |
| 2.1 电离层基本特性 |
| 2.1.1 电离层垂直结构特征 |
| 2.1.2 电离层水平结构特征 |
| 2.1.3 电离层时间序列特征 |
| 2.2 电离层探测技术及常用数学模型 |
| 2.2.1 电离层探测技术 |
| 2.2.2 常用电离层数学模型分类 |
| 2.3 GNSS电离层建模基本原理 |
| 2.3.1 电离层对无线电信号的影响 |
| 2.3.2 电离层GNSS观测方程 |
| 2.3.3 电离层建模的基本假设 |
| 2.3.4 电离层延迟数学模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于GNSS全球电离层模型的建立与分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 GNSS电离层TEC建模方法 |
| 3.2.1 四大全球导航系统现状 |
| 3.2.2 GNSS电离层TEC模型化 |
| 3.3 电离层建模数据处理策略 |
| 3.3.1 模型系数分段线性估计策略 |
| 3.3.2 模型约束条件 |
| 3.3.3 法方程的建立及模型参数解算 |
| 3.4 建模程序设计及数据处理 |
| 3.4.1 数据选取 |
| 3.4.2 数据处理 |
| 3.5 GNSS电离层TEC建模结果分析 |
| 3.5.1 电离层TEC建模格网模型精度分析 |
| 3.5.2 卫星DCB分析 |
| 3.5.3 接收机硬件延迟精度分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于不等式约束算法的GNSS电离层建模 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 附不等式约束最小二乘算法电离层建模 |
| 4.2.1 研究背景及意义 |
| 4.2.2 附不等式约束最小二乘算法电离层建模算法 |
| 4.3 附不等式约束最小二乘算法电离层建模实验结果分析 |
| 4.3.1 实验数据选取 |
| 4.3.2 实验结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于中国北斗地基增强系统的区域电离层建模 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于中国北斗地基增强系统区域电离层建模原理 |
| 5.2.1 区域电离层建模方法 |
| 5.2.2 北斗地基增强系统 |
| 5.3 基于中国北斗地基增强系统区域电离层建模结果分析 |
| 5.3.1 数据选取策略 |
| 5.3.2 区域电离层格网点输出分析 |
| 5.3.3 单频精密单点定位验证分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的论文与研究成果 |
（9）基于电离层扰动监测的空间目标探测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究发展现状 |
| 1.2.1 空间目标活动与电离层相互影响的研究现状 |
| 1.2.2 电离层探测技术的现状 |
| 1.3 主要研究内容及结构安排 |
| 第二章 电离层的特征及与空间目标间的影响 |
| 2.1 电离层的基本结构及异常现象 |
| 2.1.1 空间大气的分层 |
| 2.1.2 电离层的基本结构 |
| 2.1.3 电离层的不规则活动及异常现象 |
| 2.2 影响电离层变化的因素 |
| 2.2.1 太阳活动 |
| 2.2.2 地磁活动 |
| 2.3 空间目标活动对电离层的影响 |
| 2.3.1 空间目标的分类 |
| 2.3.2 空间目标对电离层的影响 |
| 2.4 电磁波在等离子体中的传播特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 电离层观测技术与反演方法 |
| 3.1 传统的电离层观测技术 |
| 3.1.1 电离层测高仪 |
| 3.1.2 大功率散射雷达 |
| 3.2 GPS电离层掩星观测技术 |
| 3.2.1 基于多普勒的Abel反演方法 |
| 3.2.2 基于TEC的 Abel反演方法 |
| 3.2.3 改正TEC反演方法 |
| 3.3 电离层层析重建技术 |
| 3.3.1 电离层层析重建原理 |
| 3.3.2 迭代重构算法 |
| 3.4 GPS双频地基反演技术 |
| 3.4.1 电离层双频地基反演原理及流程 |
| 3.4.2 电离层折射指数 |
| 3.4.3 电离层延迟表达式 |
| 3.4.4 载波相位平滑伪距观测值 |
| 3.4.5 周跳的探测及修复 |
| 3.4.6 仪器偏差估计 |
| 3.4.7 GPS双频地基反演结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 电离层模型及数据融合算法 |
| 4.1 常用的电离层模型介绍 |
| 4.1.1 电离层经验模型 |
| 4.1.2 电离层理论模型 |
| 4.2 电离层格网观测模型 |
| 4.2.1 电离层格网模型介绍 |
| 4.2.2 格网模型中的插值算法 |
| 4.2.3 实验与结果分析 |
| 4.3 基于卡尔曼滤波的电离层VTEC融合算法 |
| 4.3.1 卡尔曼滤波的介绍 |
| 4.3.2 基于卡尔曼滤波的融合算法流程 |
| 4.3.3 实验与结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于电离层扰动探测空间目标的验证分析 |
| 5.1 电离层扰动监测方法 |
| 5.1.1 滑动时窗法 |
| 5.1.2 滑动四分位距法 |
| 5.2 观测资料及预处理 |
| 5.3 GPS双频地基反演观测电离层VTEC变化 |
| 5.4 利用数据融合算法观测电离层VTEC变化 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 全文工作总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间的研究成果 |
（10）联合空地基GNSS数据的区域电离层建模研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 全球导航卫星系统简介 |
| 1.3 国内外电离层研究动态 |
| 1.3.1 电离层探测技术发展状况 |
| 1.3.2 电离层建模理论研究状况 |
| 1.4 本文研究内容与组织架构 |
| 第2章 电离层建模的理论基础 |
| 2.1 电离层的基本特性 |
| 2.1.1 电离层的分层结构 |
| 2.1.2 电离层的变化特征 |
| 2.2 电离层对GNSS信号的影响 |
| 2.3 GNSS掩星探测电子密度原理 |
| 2.4 电离层常用模型简介 |
| 2.4.1 电离层经验模型 |
| 2.4.2 IGS全球电离层图 |
| 2.4.3 利用实测GNSS数据建立区域电离层模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于单站非组合PPP的区域VTEC建模 |
| 3.1 GNSS观测数据获取TEC的方法 |
| 3.2 非组合PPP的观测模型和误差改正 |
| 3.2.1 非组合PPP的观测模型 |
| 3.2.2 非组合PPP的误差改正 |
| 3.2.3 非组合PPP的参数估计 |
| 3.3 电离层单层模型与投影函数 |
| 3.4 建立区域电离层VTEC函数模型算法 |
| 3.4.1 三种电离层VTEC模型 |
| 3.4.2 平差模型 |
| 3.4.3 法方程的形成 |
| 3.5 VTEC建模试验结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 联合空地基GNSS数据的单站电子密度反演 |
| 4.1 电离层垂直剖面数学模型 |
| 4.1.1 Chapman模型 |
| 4.1.2 QP模型 |
| 4.2 GNSS掩星数据约束下的剖面参数计算 |
| 4.3 东亚地区反演实验结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 联合空地基GNSS反演区域三维电子密度 |
| 5.1 电离层空间建模原理 |
| 5.1.1 像素基层析模型 |
| 5.1.2 函数基模型 |
| 5.2 三维电离层建模数据处理流程 |
| 5.3 欧洲地区建模结果与分析 |
| 5.3.1 F2层峰值参数精度评估 |
| 5.3.2 STEC精度检验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、用GPS测定TEC的硬件偏差估计方法及其计算结果分析（论文参考文献）
- [1]大气延迟改正的GNSS单频PPP方法研究[D]. 王仁. 中国矿业大学, 2020(07)
- [2]低轨纳米卫星的星载GNSS精密定轨研究[D]. 陈康慷. 长安大学, 2020(06)
- [3]GNSS数据质量评估及预处理相关问题的研究[D]. 张熙. 战略支援部队信息工程大学, 2020(03)
- [4]基于iGMAS的电离层监测和评估方法研究[D]. 赵坤娟. 中国科学院大学(中国科学院国家授时中心), 2020
- [5]基于GNSS的电离层电子含量时空变化建模与分析[D]. 余龙飞. 东南大学, 2020
- [6]基于北斗GEO卫星的精密共视时间频率传递方法研究[D]. 丁硕. 中国科学院大学(中国科学院国家授时中心), 2020(01)
- [7]北斗星基增强系统电离层完好性关键技术研究[D]. 张岩. 国防科技大学, 2020(01)
- [8]基于多频多模GNSS观测的电离层建模研究[D]. 黄小东. 中国科学院大学(中国科学院国家授时中心), 2019(01)
- [9]基于电离层扰动监测的空间目标探测方法研究[D]. 吴玉飞. 电子科技大学, 2019(01)
- [10]联合空地基GNSS数据的区域电离层建模研究[D]. 王剑英. 武汉大学, 2018(06)