全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)電離層建模方法研究.pdf

1、電離層延遲誤差是影響衛(wèi)星導(dǎo)航定位精度的最重要的誤差源之一，電離層本身復(fù)雜的變化規(guī)律和物理結(jié)構(gòu)使得對(duì)電離層進(jìn)行高精度建模成為難點(diǎn)，同時(shí)增加了消除電離層延遲誤差的難度。電離層的總電子含量 TEC作為表征電離層的重要參量，與電離層延遲存在正比關(guān)系，如何精確地描述 TEC的時(shí)空分布和變化特征，對(duì)TEC進(jìn)行高精度建模和預(yù)報(bào)從而提高導(dǎo)航定位精度成為了研究的熱點(diǎn)。
　　本文主要在電離層 TEC的長(zhǎng)期預(yù)報(bào)方法和電離層延遲改正模型的優(yōu)化算法兩個(gè)方面

2、進(jìn)行了重點(diǎn)研究。論文分析了全球 TEC的時(shí)空分布特性及太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)其產(chǎn)生的影響，論述了球諧模型精度的影響因素，包括模型階次和數(shù)據(jù)采樣間隔等;在此基礎(chǔ)上，以自主導(dǎo)航對(duì)電離層長(zhǎng)期預(yù)報(bào)的需求為牽引，針對(duì)當(dāng)前長(zhǎng)期預(yù)報(bào)方法時(shí)空分辨率低、較少長(zhǎng)期預(yù)報(bào) TEC等現(xiàn)狀，結(jié)合電離層 TEC的各個(gè)變化周期項(xiàng)，探索利用諧函數(shù)展開(kāi)模型與分段法對(duì)電離層 TEC作長(zhǎng)期預(yù)報(bào)的方法，分別在太陽(yáng)活動(dòng)高年和低年的條件下驗(yàn)證了預(yù)報(bào)模型的時(shí)空適用性，探究了歷史 TEC序列的時(shí)間

3、覆蓋度對(duì)預(yù)報(bào)模型的影響；并基于單頻接收機(jī)電離層延遲改正模型的現(xiàn)狀，提出一種基于系數(shù)擇優(yōu)的低階球諧模型電離層延遲改正模型，結(jié)合低階球諧模型參數(shù)可編碼的特點(diǎn)，利用遺傳算法對(duì)較高階的球諧參數(shù)進(jìn)行擇優(yōu)，給出了中國(guó)地區(qū)的算例進(jìn)行模型驗(yàn)證和精度分析。
　　本文的研究結(jié)果表明：基于諧函數(shù)展開(kāi)模型的電離層分段長(zhǎng)期預(yù)報(bào)方法能夠較好地預(yù)報(bào)90天以上的TEC變化趨勢(shì)，用于建模的TEC序列的時(shí)間涵蓋度越廣，預(yù)報(bào)精度越高且能保持長(zhǎng)時(shí)間不發(fā)散；經(jīng)過(guò)系數(shù)擇優(yōu)后