劉新江,陳勤勤
(61365部隊,天津300140)
在衛星導航定位中,對流層延遲通常泛指電磁波信號通過高度在50km以下未被電離的中性大氣層時所產生的信號延遲[1]。全部延遲包括干分量(約占90%)和濕分量(約占10%),干分量比較穩定,可看作流體靜力平衡狀態下的理想氣體,模型改正可以達到mm級精度。濕分量隨空間和時間的變化較大,可達10~40cm的精度,不易模型化。為了減小對流層延遲對基線解算的影響,GPS數據處理時主要采用兩種方法,一是模型法,二是參數估計法。
模型法先要估計天頂對流層延遲,即建立以氣象元素(溫度、氣壓、濕度)、接收機高程等為參數的函數模型。但是,隨著高度角的減小,距離延遲增長很快,天頂方向約為2m左右,高度角降低到10°時,距離延遲迅速增大到20m以上。與高度角的相關性,通過映射函數來表示。GPS信號在傳播過程中還受到大氣各向異性的影響,因此,準確地說,對流層模型應該包括天頂延遲模型和與高度角有關的映射函數以及梯度模型三部分[2]

式中:ΔLtrop為傳播路徑上總的對流層延遲、分別為天頂方向的干延遲和濕延遲;Md(e)、Mw(e)分別為、投影到傳播路徑上的映射函數;ΔLgrad(e,α)為大氣水平梯度引起的信號延遲,e、α分別為高度角和方位角。
參數估計法是指將對流層延遲作為附加未知參數進行基線解算,包括單參數法、多參數法、分段線性法、隨機過程方法等[3]。
Pinnacle是拓普康公司JAVAD GPS接收機配備的后處理軟件。2007年發布的1.07版本中,對流層模型選擇對話框包括三部分內容。……