顾及地磁场影响的电离层高阶项改正算法研究

本文系统地介绍了电离层和地磁场的基本知识以及电磁波在其中的传播理论。总结了现有电离层延迟误差的改正方法、常用的电离层模型以及各种方法对电离层延迟误差改正的有效性。通过电磁波在电离层中传播的相折射指数的Appleton-Hartree公式,详细推导了GPS测距信号中测码伪距和载波相位测量观测值受到的电离层延迟误差的高阶项的计算公式,对运用多频数据组和改正电离层误差高阶项的可行性和可靠性进行了分析。结合考虑地磁场对电离层误差高阶项的影响,利用最新的国际标准地磁场参数IGRF—2005计算空间地磁场矢量,用现有的双频观测值就可以直接消除电离层二阶项的影响,以提高电离层误差的改正精度。由于利用国际标准地磁场参数IGRF—2005计算的电离层误差高阶项的量级比较小,计算比较复杂,为了解决这一问题,提出了用二次曲面拟合区域地磁场矢量,以达到简化计算,同时不降低电离层延迟误差高阶项改正精度的目的。 本文计算了基于中心电离层单层模型的覆盖中国区域的2°×2°地磁场格网点的矢量值,对计算结果的X、Y、Z三个方向分量进行二次曲面拟合,对两种考虑地磁场影响计算包含电离层延迟误差二阶项的TEC估计结果进行了计算,验证了拟合模型的正确性和可行性,并对试算结果进行了分析,得到了一些有益的结论。