[发明专利]精密定位中一种降低卫星观测截止高度角的技术

说明书

技术领域

本发明涉及一种精密定位中利用实际气象数据降低卫星观测截止高度角的对流层延迟处理方法，涉及GPS卫星精密定位领域，属于测绘科学与技术学科。 

背景技术

 卫星导航定位中的对流层延迟通常泛指电磁波信号在通过高度为50 km 以下的未被电离的中性大气层所产生的信号延迟。 

 对流层延迟是影响GPS定位精度的关键因素。 

 单点定位中，对流层延迟的一般处理方法有：对流层模型改正法；引入描述对流层影响的附加待估参数法。在高精度GPS测量中，由于受到模型误差、气象元素的测定误差，尤其是气象元素的代表性误差的影响，直接建立对流层延迟模型难以取得理想的效果。如果将模型求得的值作为近似值，通过较严格的平差计算来估计它们的精确值是一种较好的方法。 

 GPS定位在不同地区具有不同的特性。与中低纬度测站相比，高纬度定位具有更多的可视卫星，但多数为低高度角。而相关研究表明对流层延迟对低高度角卫星观测的影响较大。所以在GPS定位中需要寻求更有效的改正对流层延迟的方法以提高定位精度。 

发明内容

 要解决的技术问题 

为解决定位中可视卫星多数为低高度角卫星，受对流层延迟影响较大的问题，本发明分别利用标准气象元素与实际气象数据计算的对流层改正数，改进了对流层延迟改正模型，并以此进行GPS定位改正，在保持同样定位精度的基础上降低了对观测数据的截止高度角，如此，可以利用更多的低高度角的卫星观测信息，提高观测冗余，同时也提高导航定位的异常误差诊断能力和容错能力。

 技术方案 

本发明的技术特征在于：分别利用标准气象元素和实际气象数据计算对流层延迟改正模型；计算两种模型值的比例因子，并用其改进对流层延迟改正模型，得到改进后的对流层延迟改正模型；比较分别使用原始对流层延迟改正模型和改进后的对流层延迟改正模型对定位精度的影响，并计算得到在卫星观测截止高度角取不同值时分别使用两种模型的定位精度；计算得到分别使用原始对流层延迟改正模型和改进后的对流层改正模型进行对流层模型改正和参数估计的定位精度。在保持同等定位精度的前提下，通过本发明进行对流层延迟处理可以使截止高度角从常规的15度降低到5度。具体步骤如下：

步骤1：分别将标准气象元素和实际气象数据应用于对流层延迟改正模型，计算得到对流层延迟改正值分别为 和；

步骤2：计算两者的比例因子，用对原对流层改正模型进行处理，得到改进后的对流层改正模型；

步骤3：比较分别使用原始对流层延迟改正模型和改进后的对流层改正模型对定位精度的影响，并计算在卫星观测截止高度角取不同值时分别使用两种模型的定位精度；

步骤4：计算分别使用原始对流层延迟改正模型和改进后的对流层改正模型进行对流层模型改正和参数估计的定位精度；

步骤5：分析定位结果，得到在保持同等定位精度的前提下，通过使用实际气象数据进行对流层延迟处理可以使截止高度角从常规的15度降低到5度。

 本发明提出的精密定位中利用实际气象数据降低卫星观测截止高度角的对流层延迟处理方法，在取相等的截止高度角的情况下可以提高定位精度。在保持基本同等的定位精度条件下，利用本发明可以将截止高度角从15度降低到5度，利用更多的低高度角的卫星观测，提高观测冗余度。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单介绍。 

图1为本发明实施例计算得到改进的对流层延迟改正模型的流程示意图。 

图2为本发明实施例分别使用原模型和改进的对流层延迟改正模型进行精密定位的流程示意图。 

具体实施方式

 参见附图，现结合一实施例对本发明作进一步描述。 

 参见图1，分别使用标准气象元素法和测站当天的实际气象数据进行对流层延迟改正模型计算，得到其对流层延迟改正值分别为和。 

计算两者的比例因子，用对原对流层改正模型进行处理，得到改进后的对流层改正模型。 

 参见图2，在卫星观测截止高度角取不同值时，分别使用原始对流层延迟改正模型和改进后的对流层改正模型进行对流层延迟改正，得到定位结果精度。 

在卫星观测截止高度角取不同值时，分别使用原始对流层延迟改正模型和改进后的对流层改正模型进行对流层延迟改正和参数估计，得到定位结果精度。