Winchell

Appearance

附录E. 模型与算法 ​

E.5 对流层与电离层模型 ​

E.5.1. 对流层模型 ​

标准大气可以表示为：

其中 是总压强（hPa）， 是空气的绝对温度（K）， 是大地高程（高于平均海平面，单位：m）， 是水蒸气的偏压（hPa）， 是相对湿度。对流层延迟 由Saastamoinen模型表示，基于从标准大气导出的 、 和 。

其中 是天顶角（弧度），定义为 。

标准大气和Saastamoinen模型在处理选项“Troposphere Correction”设置为“Saastamoinen”时适用，其中大地高程由椭球高程近似，且相对湿度固定为70%。

E.5.2 SBAS 对流层模型 ​

如果处理选项“对流层校正”设置为“SBAS”，则应用 SBAS 接收器规范中定义的 SBAS 对流层模型。该模型常被称为“MOPS 模型”。参考 [8] A.4.2.4 获取详情。

E.5.3 精确对流层模型 ​

如果处理选项“对流层校正”设置为“估计 ZTD”或“估计 ZTD+Grad”，则应用更精确的对流层模型，并使用严格的映射函数如下：

其中：

: 对流层天顶总延迟 (m)
: 对流层天顶静水延迟 (m)
: 静水映射函数
: 湿映射函数

在 RTKLIB 中，对流层天顶静水延迟由 Saastamoinen 模型（E.5.4）给出，假设天顶角 且相对湿度 。对于映射函数，RTKLIB 默认使用 Niell 映射函数（Niell mapping function）[70]。天顶总延迟 和梯度参数 、（在“估计 ZTD+Grad”情况下）作为未知参数在参数估计过程中被估算。对于映射函数，RTKLIB 自版本 2.4.2 起可以通过设置编译器选项 -DIERS_MODEL 使用 GMF [71]。

E.5.4 广播电离层模型 ​

对于单频GNSS用户的电离层校正，GPS和QZSS导航数据包括以下广播电离层参数。

通过使用这些电离层参数，可以按照以下过程推导出电离层延迟（米）。该模型通常称为Klobuchar模型。

如果处理选项 "Ionosphere Correction" 设置为 "Broadcast" 或 "QZSS Broadcast"。

E.5.5 SBAS 电离层模型 ​

SBAS 对电离层延迟的校正由消息类型 18（电离层网格点掩模）和消息类型 26（电离层延迟校正）提供。如果处理选项 "Ionosphere Correction" 设置为 "SBAS" 并且这些 SBAS 消息在输入文件中提供，RTKLIB 使用 SBAS 电离层校正。关于模型的算法和 IGPs（电离层网格点）的定义，请参阅 SBAS 接收器规范 [8] 的 A.4.4.9 和 A.4.4.10。

E.5.6 单层模型 ​

电离层通常被建模为图 E.5-1 所示的简单单层模型。单层模型也被称为薄壳模型。

Single Layer Ionosphere Model

在模型中，IPP（电离层刺点）的纬度（rad）和经度（rad）可以从以下公式推导：

（ 且 ）或（ 且 ）

（否则）

其中是地球的半径（米），是电离层壳体的高度（米）。RTKLIB通常使用和。请注意，在该模型中，地球表面或电离层壳体被近似为一个球体。

如果在IPP和时间处给出了VTEC（垂直总电子含量）值，则电离层延迟$I_{r,i}^s)（米）可以表示为：

其中是信号的载波频率（Hz）。

VTEC值以几种格式或方程提供。RTKLIB目前仅支持IONEX格式提供的VTEC值。在IONEX格式中，VTEC表示为纬度和经度网格中的点值。RTKLIB通过简单的双线性插值将IONEX数据中的这些网格点值插值到合适的IPP位置。这些VTEC值在IONEX文件的每个历元时间间隔提供。时间插值也应应用于太阳固定坐标系，如下所示：

其中， 和 ( ) 是提供的TEC数据的时间， 是太阳相对于地球的旋转速度。如果处理选项 "Ionosphere Correction" 设置为 "IONEX TEC" 并且IONEX数据仅在后处理模式下作为输入文件提供，则应用单层模型和IONEX数据的校正。

E.5.7 无电离层组合（线性组合） ​

为了消除GNSS信号测量中的电离层影响，通常在GNSS数据处理中利用双频测量的LC（线性组合）。和伪距和相位差的无电离层LC表示为：

其中和是无电离层影响的LC的系数。和由以下公式导出：

其中和是和测量的频率（Hz）。当前版本的RTKLIB总是对GPS、GLONASS和QZSS使用和，对Galileo使用和进行无电离层影响的LC。如果在单一或PPP模式下将处理选项 "Ionosphere Correction" 设置为 "Iono-Free LC"，则无电离层影响的LC用于基本测量以消除电离层项。请注意，无电离层影响的LC模型不适用于Kinematic、Static或Moving-base模式。详情请参阅E.7(7.1)。