高 杨,焦 诚,刘 萧,张 婷

(北京卫星导航中心,北京 100094)

0 引 言

电离层延迟作为导航计算的误差源之一,严重影响着用户的定位精度。对于单频用户,需要依靠导航系统发播的电离层模型参数进行相应的电离层延迟改正。GPS系统单频用户使用的电离层模型为Klobuchar模型,共8个参数,GPS根据观测数据和太阳活动情况从370组经验参数中选择一组参数发播给用户[1]。

Klobuchar模型是全球改正模型,Chang-Moon Lee给出了一种在太阳活动平静年的Klobuchar模型参数产生方案[2],但不能较好反应太阳活动高峰年的电离层情况。在缺少全球观测数据的情况下,仅利用中国区域观测数据拟合电离层模型参数,能否反映全球电离层变化情况呢?本文针对这一问题进行研究。首先指出直接拟合参数存在的问题,再分析太阳活动高峰年、正常年、平静年数据变化规律,提出外推拟合参数的方法,最后给出参数改正精度评估。

1 Klobuchar模型简介

1.1 Klobuchar模型及参数拟合

卫星导航电文中发播的Klobuchar模型参数设计时综合考虑用户计算复杂度和改正精度,其全球改正精度约为50～60%[2].共发播α0～α3、β0～β3共8个参数。夜晚将电离层延迟设置为5×10-9s,白天将电离层延迟建模为一个余弦曲线的形式

(1)

余弦曲线的幅度A用与α参数和穿刺点地磁纬度相关的三阶多项式表示,余弦曲线的周期P用与β参数和穿刺点的地磁纬度相关的三阶多项式表示,如公式(2)所示。

(2)

1.2 利用GIM数据拟合Klobuchar参数

欧洲定轨中心(CODE),根据IGS测站和其它机构的数据生成全球电离层图GIM,可以作为电离层VTEC的参考值[4]。……