[发明专利]一种边缘增强的电离层层析方法

权利要求书

1.一种边缘增强的电离层层析方法，其特征在于，所述方法包括如下方法步骤：

步骤1)，利用GPS码观测值与载波相位观测值联合解算测量的电离层TEC；

步骤2)，建立虚拟参考站，利用步骤1)得到的测量的电离层TEC值，通过三角形线性插值计算虚拟TEC值；

步骤3)，将待反演区域按照经度、纬度、高度方向均匀划分成一个个网格，

计算观测信号射线，求出每条射线在其穿过的网格中的截距，求出全部观测信号在每个网格中的截距后，按照网格和观测次数的顺序排列组成观测矩阵A；

步骤4)，采用IDW插值方法作为水平约束，使没有信号射线穿过的网格参与层析迭代；

步骤5)，构造边缘函数，通过ART迭代算法，求解电离层电子密度分布；

所述步骤5)中边缘函数表述为：

其中，x_c，y_c是中心网格的位置，x_i，y_i是当前网格的位置，a是幂参数；

所述步骤5)中ART迭代算法表述为：

其中，a_i表示观测矩阵A的第i行，表示观测矩阵A的第i行的转置，q_i是TEC向量中的第i个值，λ为每一步迭代的松弛因子，f_e为边缘函数，x^k是电离层电子密度向量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用载波相位L₄组合的观测值平滑伪距的方法，解算步骤1)中测量的电离层TEC：

设第i个历元码观测P₄组合的预报值为：

(P₄)_prd(i)＝(P₄)_sm(i-1)+[L₄(i-1)]，

则第i个历元码观测P₄组合的平滑值为：

(P₄)_sm(i)＝ω_i(P₄)_obs(i)+(1-ω_i)[(P₄)_sm(i-1)+L₄(i)-L₄(i-1)]，

当i＝1时：(P₄)_sm＝(P₄)_obs，ω_i＝1.0，

设码观测P₄组合的平滑值为P₄'，则

其中，ω_i是相应时刻对应的权重因子，DCB为码观测中仪器偏差延迟，prd下标表示预报值，sm下标表示平滑值，obs下标表示观测值，f1和f2分别为两种载波的频率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述码观测P₄组合为P₂-P₁，P₁和P₂是两种频率下的伪距观测值；

所述载波相位L₄组合为L₁-L₂，L₁和L₂是两种频率下的载波相位观测值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过如下方法计算虚拟TEC值：

给定三个基准站S0，S1和S2的位置坐标(x₀,y₀)，(x₁,y₁)，(x₂,y₂)，以及每个基准站对应的测量的电离层TEC值V0，V1和V2；

插值求解三个基准站形成的三角形内一点坐标S对应的虚拟TEC值V。