一种小尺度高精度的低空对流层大气折射率模型

文档序号:25598597发布日期:2021-06-22 17:18阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种小尺度高精度的低空对流层大气折射率模型,其特征在于:利用研究区域内的gnss观测数据及配置的气象产品作为输入值,然后将研究区域低对流层划分若干个独立的三维网格;并假设每个独立网格内的大气折射率是均匀不变的,将两个测站间的斜路径对流层延迟值表示为单位网格内的大气折射率与斜路径长度的乘积;通过附加水平约束、垂直约束及先验值约束观测方程,得到最终的层析观测模型。

2.根据权利要求1所述的小尺度高精度的低空对流层大气折射率模型,其特征在于:研究区域低对流层网格划分,具体方法为:

垂直网格划分包括均匀网格划分和非均匀网格划分;水平方向上网格划分,保持不同的gnss测站分布在不同的网格内,水平距离保持5-8km。

3.根据权利要求2所述的小尺度高精度的低空对流层大气折射率模型,其特征在于:两个测站间的斜路径对流层延迟值的具体计算方法如下:

式(1)中:h1和h2分别为两个测站高度,n表示大气折射率,h表示高程,α表示两测站与水平线的夹角;

其中,n通过式(2)计算得到:

式(2)中:p表示大气压强,e表示水汽压,t表示温度,k1,k2,k3是常数;

联合公式(1)和(2)进一步得到std:

式(3)中:h1和h2分别为两个测站高度,h表示高程,α表示两测站与水平线的夹角,p表示大气压强,e表示水汽压,t表示温度,k1,k2,k3是常数;

大气压强与大气温度,水汽压与大气压强在垂直方向上存在的关系以及大气温度随高程变化分布表示为:

t=t1+β(h-h1)(6)

式(4)、(5)、(6)中:p,t,e分别为大气压强,大气温度和水汽压;p1,t1,e1分别表示为地表处大气压强,大气温度和水汽压;h表示高程;β表示大气温度递减率;h1表示地表处的高程;γ表示大气混合比指数;g1表示重力加速度;rd表示干大气气体常数;

把公式(4)、(5)和(6)带入公式(3),进一步得到std:

式(7)中:h1和h2分别为两个测站高度,h表示高程,α表示两测站与水平线的夹角,k1,k2,k3是常数;t为大气温度;p1,t1,e1分别表示为地表处大气压强,大气温度和水汽压;h表示高程;β表示大气温度递减率;h1表示地表处的高程;γ表示大气混合比指数;go表示重力加速度;rd表示干大气气体常数;

其中,

4.根据权利要求3所述的小尺度高精度的低空对流层大气折射率模型,其特征在于:设研究区域内所划分的经度方向的网格数为nl,纬度方向网格数为nn,高度方向的网格数为nh,每个网格中的独立的大气折射率值为ni,j,k,其单第q条信号所穿越的网格的长度为其单位为km,则第q条观测信号所满足的观测方程为:

式(8)中:stdq为两个gnss测站间的斜路径对流层延迟,i,j,k表示网格的三维坐标。

5.根据权利要求4所述的小尺度高精度的低空对流层大气折射率模型,其特征在于:在水平方向,利用高斯距离加权函数来获取水平约束系数b,高斯距离加权函数的具体表达式如下:

式(9)中:下标i,j,k表示三维网格的坐标;nl和nn分别为在东西方向和南北方向上层析网格划分的个数;di,j,k表示未知水汽密度网格和已知水汽密度网格之间的距离;δ为平滑因子,是一个常数。

6.根据权利要求5所述的小尺度高精度的低空对流层大气折射率模型,其特征在于:通过对探空以及掩星资料的研究,大气折射率在空间上呈现出类似高斯指数变化的特性:

式(10)中:n(h)表示高程h处的大气折射率;hz表示大气折射率标高;n1是一个常数;h1为测站高度;

根据公式(10),垂直方向上相邻两层的大气折射率之间的关系表示为:

式(11)中:下标i,j,k表示网格在东西、南北和高程方向的坐标;hk表示第k层析网格的高度;hk+1表示第k+1层析网格的高度;hz表示大气折射率标高;h1为测站高度。

7.根据权利要求6所述的小尺度高精度的低空对流层大气折射率模型,其特征在于:通过附加水平约束、垂直约束及先验值约束观测方程,得到最终的层析观测模型;将层析模型、水平约束及垂直约束用矩阵的形式表示,最终的层析观测模型表示为:

式(12)中:std表示斜路径延迟;n表示大气折射率,s表示gnss信号在网格内穿越的距离;chori和cvert分别为水平约束和垂直约束系数;δstd表示斜路径延迟误差向量;δhori和δvert分别为水平约束误差向量和垂直约束误差向量。


技术总结
本发明公开了一种小尺度高精度的低空对流层大气折射率模型。它利用研究区域内的GNSS观测数据及配置的气象产品作为输入值,然后将研究区域低对流层划分若干个独立的三维网格;并假设每个独立网格内的大气折射率是均匀不变的,将两个测站间的斜路径对流层延迟值表示为单位网格内的大气折射率与斜路径长度的乘积;通过附加水平约束、垂直约束及先验值约束观测方程,得到最终的层析观测模型。本发明克服了现有技术对流层经验模型已经不能满足精密定位的需求的缺点;具有能实时测量层析网格内的大气折射率,测量精度较高的优点。

技术研发人员:叶世榕;於三大;夏朋飞;杨爱明;权录年;马能武;伍中华;程渭炎;张辛;肖玉钢;张锋;马瑞;义崇政;袁乐先;李星
受保护的技术使用者:中国三峡建设管理有限公司;武汉大学;长江空间信息技术工程有限公司(武汉)
技术研发日:2021.02.22
技术公布日:2021.06.22
当前第2页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1