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电离层延迟误差在 SA政策取消后,成为 GPS导航定位中最主要的误差源。目前,在改正电离层延迟上,电离层模型得到普遍应用。同时由于全球电离层模型在山东区域具有局限性,建立适用于山东省的区域电离层模型尤为重要。本文选取2012年SDCORS50个均匀分布的观测站数据,建立了山东省区域电离层低阶球谐函数模型,并对模型适用性和精度进行验证与评估。本文的主要研究工作如下: 1、详细推导了GPS电离层延迟计算公式和利用双频法反演总电子含量的公式,介绍了几种常见的电离层模型,并分析了各种模型的优缺点,为下一步的建模打下基础。 2、阐述了基于“SDCORS数据自动化处理与分析系统”建立山东省电离层低阶球谐函数模型的基本流程,包括观测数据的预处理、卫星位置和穿刺点位置的计算、电子含量TEC的计算等,在计算卫星位置时,采用拉格朗日插值方法,数据显示当插值阶数达到11阶时,其符合精度可达到毫米级。 3、选取2012年SDCORS50个均匀分布的观测站数据建立山东区域电离层模型,在建模过程中,模型系数和接收机、卫星的 DCB作为未知量一同解算。并对建模产品成图,分析电子含量随纬度和时间的变化特征,结果显示电离层的活跃程度和太阳活动的强烈程度有很大相关性。 4、给出两种对模型进行全面细致评估的方法,验证了其在山东省区域的适用性。一种是将模型中得到的电子含量格网数据同 IAACs发布的全球电子含量格网数据作差并对比分析,发现与CODE机构发布的数据最为接近,原因是采用了相同的电离层模型——球谐函数模型。第二种是将模型加入到单频精密单点定位中,并与双频的定位结果比较,结果显示在山东区域内 SDCORS模型对电离层延迟改正精度均匀,单频 PPP与双频PPP的N、E方向较差在20cm内,U方向在30cm内,证明了本论文所建立的电离层模型在山东区域内适用性较好,能改善单频用户的定位精度。