张 然 陈学军 杨 帆 彭 肖

(1.北京无线电计量测试研究所，北京 100039；2.中国西安卫星测控中心，陕西西安 710000)

1 引 言

测量接收机到卫星的精确距离是GPS接收机实现定位的前提。GPS测量误差源主要有三种：1)与卫星有关的误差，包括卫星星历误差、卫星时钟误差以及相对论效应等；2)与接收机本身有关的误差，包括接收机延迟和接收机噪声等；3)大气延时误差，包括电离层延时、对流层延时等[1]。要提高GPS定位精度，必须消除或减弱这些误差的影响。

本文主要介绍双频测定电离层延时法和改进的Hopfield模型预测对流层延时法。电离层延时是制约GPS定位精度的一项主要误差源，在黑子活动较强时，其延时可达几十米，严重影响GPS定位精度[2]。对于单频接收机，可利用数学模型预测电离层延时误差，该模型可以较好削弱电离层延时误差的影响。而对于双频(L1和L2)接收机，可通过双频测量值直接测定电离层延时量[3]。

2 电离层延时预测模型

电离层指的是距离地面(70～1000)km的大气层。太阳光的照射会使电离层中的大气分子分解成正离子和自由电子，带电粒子的存在，将影响电磁波的传播[7]。当电磁波流经电离层时，带电粒子的存在会改变其传播方向和速度。目前，常用的接收机一般为双频接收机，包含频点L1和L2，而双频接收机可以通过双频伪距测量值直接测定电离层延时大小。

如用双频接收机同一时刻观测某颗卫星载波L1和L2的伪距测量值为ρ1和ρ2，伪距观测表达式为[8]

ρ1=r+δtu-δt(s)+I1+Th+ερ1

(1)

ρ2=r+δtu-δt(s)+I2+Th+ερ2

(2)

式中：ρ1,ρ2——载波L1和L2伪距观测值；……