[發明專利]一種基于探空數據的北半球對流層延遲改正方法

有效

• 申請號: 201710080835.6
• 申請日: 2017-02-15
• 公開（公告）號: CN106908815B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 胡伍生;陳永潮;王西地
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01S19/40
• 分類號: G01S19/40
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種基于探空數據的北半球對流層延遲改正方法，包括以下步驟：S1：計算測站探空數據的對流層延遲，記為ZTD⁰；S2：利用Hopfield模型計算對流層延遲，記為ZTD(H)；S3：在Hopfield模型公式的基礎上增加測站緯度和年積日信息，建立非線性方程；S4：將步驟S1計算得到的對流層延遲ZTD⁰作為真值，用最小二乘法確定非線性方程的各項系數，確定最終改進模型方程并驗證其精度。本發明相比傳統的Hopfield模型和Saastamoinen模型，有效提高了計算精度。

技術領域

本發明涉及全球導航系統領域，特別是涉及基于探空數據的北半球對流層延遲改正方法。

背景技術

對流層延遲是影響衛星導航定位精度特別是高程方向上的精度的主要原因。目前對流層延遲改正的主要方法是模型改正法。模型改正法根據不同的假設和影響因素建立能夠反映對流層延遲的函數關系式。對流層延遲改正模型是通過分析氣象資料得到的經驗公式，又因解析的方法不同而存在差異性。根據模型計算時是否需要氣象參數可以分為需要氣象參數模型以及無氣象參數模型。需要氣象參數的天頂對流層延遲模型主要包括Hopfield模型、Saastamoinen模型等。而傳統的Hopfield模型和Saastamoinen模型兩者均沒有考慮年周期變化的因素影響，Saastamoinen模型只考慮了緯度因素的影響，Hopfield模型既沒有考慮緯度因素，也沒有考慮年周期變化的因素，建立一種準確可靠的對流層延遲模型或者通過對已有的對流層延遲改正模型進行改進來達到局部精化的效果，以提高區域對流層延遲改正精度，對提高GNSS導航定位的精度和可靠性有很重要的現實意義。

常用的有氣象參數的對流層延遲經驗模型，都是通過對全球大氣平均氣象資料以及全球氣候的分析，建立起來的全球范圍內的對流層延遲模型。在局部范圍內或采用區域氣象數據，則此類模型的模型精度較差，沒有考慮緯度和年周期變化的因素，尤其是在地域廣闊、環境復雜的地區改正效果較為有限。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種能夠解決現有技術中存在的缺陷的基于探空數據的北半球對流層延遲改正方法。

技術方案：為達到此目的，本發明采用以下技術方案：

本發明所述的基于探空數據的北半球對流層延遲改正方法，包括以下步驟：

S1：計算測站探空數據的對流層延遲，記為ZTD⁰；

S2：利用Hopfield模型計算對流層延遲，記為ZTD(H)；

S3：在Hopfield模型公式的基礎上增加測站緯度和年積日信息，建立非線性方程；

S4：將步驟S1計算得到的對流層延遲ZTD⁰作為真值，用最小二乘法確定非線性方程的各項系數，確定最終改進模型方程并驗證其精度。

進一步，所述步驟S2中，Hopfield模型計算得到的對流層延遲ZTD(H)如式(1)所示：

式(1)中，k₁、k₂、k₃是一組跟年份有關氣象常數，P₀為測站的氣壓，T₀為測站的絕對溫度，e₀為測站的水汽分壓，H_W為濕對流層頂高度，H_T為對流層頂高度。

進一步，所述步驟S3中建立的非線性方程如式(2)所示：

ZTD＝ZTD(H)+f₁(doy)+g(φ) (2)