[发明专利]一种用于GNSS反射高程测量的大气改正方法

说明书

本发明公开了一种用于GNSS反射高程测量的大气改正方法，包括以下步骤，S1：建立GNSS反射高程测量中的卫星高度角参量改正数表；S2：计算待改正的GNSS反射高程测量中卫星平均高度角e和原始反射高程测量值H；S3：根据卫星平均高度角e，结合步骤S1中的卫星高度角参量改正数表，计算相应的高度角参量改正数f(e)；S4：利用大气改正公式计算大气改正量；S5：根据步骤S4得到的结果计算经过大气改正后的GNSS反射高程观测值本发明中的大气改正方法针对GNSS反射测量的大气延迟引起的高程测量误差，实现方便快速的大气改正，提高GNSS反射高程测量精度，且具有一定的普适性。

技术领域

本发明涉及GNSS反射高程测量技术领域，尤其涉及一种用于GNSS反射高程测量的大气改正方法。

背景技术

GNSS技术中卫星的直接信号用来定位，而反射信号一般作为多路径误差进行削弱或抑制，后来，人们发现反射信号中携带有反射面的物理特征信息，开始将其用于雪深、地表沉降以及海面高测量。地基GNSS-IR(GNSS Interferometric Reflectometry)(简称GNSS反射)技术已发展成为一种重要的高程测量方法，由于地基GNSS-IR大多采用低高度角的反射信号，其受到的大气对流层延迟(简称为大气延迟)对反演结果影响显著，在高精度的高程测量中必须予以消除。利用GNSS反射信号进行高程测量时，相比来自于卫星的直接信号，反射信号的传播路径更长，所受到的大气延迟也更严重。2001年Anderson和Treuhaft etal.定性地分析了大气延迟对GNSS反射高程测量的影响，但并未定量计算反射信号所受到的大气延迟大小；2015年Santamaría-Gómez et al.发现GNSS反射高程测量结果均偏小并且测量误差随卫星高度角增大而减小，认为该系统性偏差中有一部分来源于大气延迟，其量级为0.6～1.4cm/m，并用实测气象数据进行了一定程度的大气改正；2017年，Williamsand Nievisnki利用全球22个分布于海岸附近的GNSS站，结合验潮站实测数据，对GNSS反射高程测量中大气延迟的影响进行了系统全面的研究，发现大气延迟引起的高度估计偏差与卫星高度角和测站高有关，其中与测站高的关系约为8.7±0.3mm/m，在测站海拔高为90米时，大气延迟造成的高程测量误差高达1米；2017年Larson等采用拟合的经验公式进行GNSS反射测量大气改正，其结果精度有所提升。综上，目前众多研究表明GNSS反射测量中大气延迟十分显著，对于高精度测量来说必须进行改正，目前改正方法主要为依赖于数据拟合的单站经验改正法。

然而，现有的单站经验改正法需要大量实测数据拟合经验公式，且只适用于固定地理位置和固定卫星高度角的GNSS反射高程测量，局限性很大，极难推广到其他用户位置的GNSS反射测量。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种用于GNSS反射高程测量的大气改正方法，针对GNSS反射测量的大气延迟误差，实现方便快速的大气改正，提高GNSS反射高程测量精度，且具有一定的普适性。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种用于GNSS反射高程测量的大气改正方法，其特征在于，包括以下步骤，

S1：建立GNSS反射高程测量中的卫星高度角参量改正数表；

S2：计算待改正的GNSS反射高程测量中卫星平均高度角e和原始反射高程测量值H；

S3：根据卫星平均高度角e，结合步骤S1中的卫星高度角参量改正数表，计算相应的高度角参量改正数f(e)；

S4：利用大气改正公式计算大气改正量；其中，Δh为大气改正量；f(e)为与卫星平均高度角e对应的高度角参量改正数，ZTD为测站的天顶对流层延迟，H为原始反射高程测量值；

S5：根据步骤S4得到的结果计算经过大气改正后的GNSS反射高程观测值

进一步的，步骤S1的具体操作包括以下步骤，