利用电离层延迟改正的中长基线解算方法

"本文研究了一种仅采用Fr(Ф)项的中长基线解算法，该算法不涉及周跳探测和修复以及整周模糊度的确定，原本限制了其在电离层延迟消除上的应用，导致无法用于长基线解算。通过利用国际GNSS服务(IGS)提供的全球电离层格网图(GIM)进行电离层延迟改正，该算法得以扩展到中等长度基线的应用。实验证明，使用24小时的GPS观测数据和上述方法，可以解决31km至107km基线长度的控制网，基线向量精度可达0.2ppm。关键词包括电离层延迟、全球电离层图和中长基线。" 本文的核心在于探讨一种简化版的GPS基线向量解算方法，即仅使用Fr(Ф)项的算法。在传统的GPS基线解算中，周跳探测、修复和整周模糊度的确定是必不可少的步骤，这些步骤能够帮助消除由电离层延迟引起的误差。然而，仅采用Fr(Ф)项的算法避开这些复杂操作，使得计算过程更为简洁，但代价是无法有效处理电离层延迟，因此通常只适用于短基线。 作者李征航、屈小川和龚晓颖通过引入IGS的全球电离层格网图(GIM)作为电离层延迟改正的工具，克服了这一局限。GIM提供了全球范围内的电离层总电子含量(TEC)信息，通过对观测数据进行改正，使得算法能够应用于中等长度的基线解算。实验结果证明，这种方法在处理31km至107km基线的GPS控制网时，基线向量的精度可达到0.2ppm的高精度水平。 该研究的创新之处在于找到了一种在不增加复杂性的情况下，利用现有资源（GIM）改进仅采用Fr(Ф)项算法的方法，扩大了其适用范围。这种方法对于那些需要快速解算且对精度有一定要求的中长基线GPS测量任务具有重要意义，特别是在电离层活动剧烈的时段或区域。 文章的前言部分阐述了仅采用Fr(Ф)项的算法的基本原理，指出当基线向量初始近似值的误差小于半个波长时，可以直接通过载波相位观测值的不足一周部分进行解算，无需考虑周跳和整周模糊度。同时，提到了算法的计算流程和相关文献，强调了算法的简洁性。 在实际应用中，考虑到相位观测值中的残差，即使经过多种改正，也可能存在小于0.05周的误差，因此对数据处理的精确性提出了更高要求。通过结合GIM进行改正，算法能够有效地处理这些残余误差，确保解算精度。 这项研究为GPS基线解算提供了一个简化且高效的方案，特别是对于中长基线的情况，具有重要的理论和实践价值。