本發(fā)明公開了一種基于北斗系統(tǒng)的矢量電離層延遲改正方法，該方法包括：利用多個(gè)組網(wǎng)的地面監(jiān)測站分別測量電離層薄殼矢量的電離層延遲；多個(gè)組網(wǎng)的地面監(jiān)測站將穿刺點(diǎn)的五元組矢量電離層延遲觀測值匯總到中心處理站；中心處理站將多個(gè)穿刺點(diǎn)的五元組矢量電離層延遲觀測值轉(zhuǎn)化為格網(wǎng)點(diǎn)矢量電離層延遲，形成矢量電離層產(chǎn)品數(shù)據(jù)；中心處理站將矢量電離層產(chǎn)品數(shù)據(jù)通過上傳站上傳至GEO衛(wèi)星；由GEO衛(wèi)星在D2導(dǎo)航電文進(jìn)行播發(fā)；利用矢量電離層產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行矢量電離層改正。本發(fā)明的方法能夠大幅提高大TEC梯度場景下的電離層延遲校正精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域，具體涉及一種基于北斗系統(tǒng)的矢量電離層延遲改正方法。

背景技術(shù)

在圖1中給出了北斗導(dǎo)航電離層產(chǎn)品相關(guān)網(wǎng)元，在現(xiàn)有的矢量電離層延遲改正方法中，一個(gè)重要的問題就是假定電離層薄殼的電子密度信息是各向同性的，如圖2所示，對于通過同一個(gè)穿刺點(diǎn)的兩個(gè)觀測，如果其中一個(gè)觀測的衛(wèi)星在北，接收機(jī)在南，另一個(gè)觀測的接收機(jī)在南，衛(wèi)星在北，但只要衛(wèi)星的高度角相同，那么這兩個(gè)觀測根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)得到的電離層校正量就是相同的。

但是在客觀上，由于等離子體層貢獻(xiàn)的大量自由電子，電離層的電子密度分布往往不是各項(xiàng)同性的，即圖2中的兩個(gè)觀測實(shí)際對應(yīng)的TEC延遲有可能會(huì)相差很大，特別是在日出日落時(shí)，冬春季夜晚時(shí)，或者發(fā)生電離層擾動(dòng)時(shí)，這種各項(xiàng)異性的表現(xiàn)尤為嚴(yán)重。進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致標(biāo)量電離層改正的誤差增大，結(jié)果變差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)缺陷，提出了一種新的基于北斗系統(tǒng)的矢量電離層延遲改正方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種基于北斗系統(tǒng)的矢量電離層延遲改正方法，該方法包括：

利用多個(gè)組網(wǎng)的地面監(jiān)測站分別測量電離層薄殼矢量的電離層延遲；

多個(gè)組網(wǎng)的地面監(jiān)測站將穿刺點(diǎn)的五元組矢量電離層延遲觀測值匯總到中心處理站；

中心處理站將多個(gè)穿刺點(diǎn)的五元組矢量電離層延遲觀測值轉(zhuǎn)化為格網(wǎng)點(diǎn)矢量電離層延遲，形成矢量電離層產(chǎn)品數(shù)據(jù)；

中心處理站將矢量電離層產(chǎn)品數(shù)據(jù)通過上傳站上傳至GEO衛(wèi)星；由GEO衛(wèi)星在D2導(dǎo)航電文進(jìn)行播發(fā)；

利用矢量電離層產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行矢量電離層改正。

作為上述方法的一種改進(jìn)，所述利用多個(gè)組網(wǎng)的地面監(jiān)測站分別測量電離層薄殼矢量的電離層延遲；具體為：

每個(gè)地面監(jiān)測站利用北斗雙頻觀測，計(jì)算總電子含量的基本方程為：

VTEC＝STEC*cosχ (1)

STEC＝n₀(ρ₂-ρ₁)+B_r+B_s (2)

ρ₁和ρ₂表示對應(yīng)雙頻載波的偽距觀測；n₀＝8.991*10¹⁶m^-3是一個(gè)常數(shù)；STEC和VTEC分別表示垂直向和斜向的電離層電子濃度總含量；參數(shù)B_r和B_s是該地面監(jiān)測站和北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的硬件偏差；χ是穿刺點(diǎn)的天頂角。

作為上述方法的一種改進(jìn)，所述穿刺點(diǎn)的五元組矢量電離層延遲觀測值為：[lon，lat，VTEC，x，y]，其中l(wèi)on，lat分別為穿刺點(diǎn)的經(jīng)度，緯度；[x y]表示該穿刺點(diǎn)的電磁波傳播路徑在電離層薄殼上的投影矢量，x表示東向分量，東向?yàn)檎瑈表示南向分量，南向?yàn)檎?/p>

作為上述方法的一種改進(jìn)，所述中心處理站將多個(gè)穿刺點(diǎn)的五元組矢量電離層延遲觀測值轉(zhuǎn)化為格網(wǎng)點(diǎn)矢量電離層延遲，形成矢量電離層產(chǎn)品數(shù)據(jù)；具體包括：