一种对流层建模方法和装置与流程

本申请涉及卫星导航，尤其涉及一种对流层建模方法和装置。

背景技术：

1、全球卫星系统(global navigation satellite system,gnss)通过igs中心提供的预报精密星历(igu)可以提供实时精密单点定位服务(real-time precise pointpositioning,rt-ppp)。在实时ppp数据处理中卫星钟差和轨道误差可以通过精密卫星轨道和钟差产品进行改正，电离层延迟可以通过双频无电离层组合消除90％以上，而对流层延迟只能通过模型修正，传统的对流层模型都是基于经验气象参数，无法顾及大气中高度变化的水汽含量，模型精度难以满足高精度需求。

2、目前，最常用的高精度实时对流层模型的构建方法是基于陆态网或者北斗地基增强网等地面基准站，固定测站坐标通过ppp解算出高精度对流层延迟改正值，根据基准站分布，将对流层延迟插值到1°或者5°的规则格网点上，用这种方式构建的对流层格网模型精度可达1～2cm。此外，高精度对流层模型可用于优化ppp的数学模型，数学模型包含函数模型和随机模型，在函数模型中除伪距观测值和载波相位观测值，对每组观测方程引入对流层延迟作为虚拟观测值，在随机模型中增加对流层虚拟观测值在解算中的权重从而实现优化。但是现有格网模型都是采用基于距离反向加权插值格网点，只考虑了距离因素，在随机模型中提供的权重也是经验值，无法充分利用对流层模型提供高精度信息，且对流层模型精度受季节、纬度、高度等多重时空因素的影响，以经验值作为权重无法体现模型的实时性。综上所述，现有模型还存在优化空间。

技术实现思路

1、本申请提出一种对流层建模方法和装置，解决现有建模方法未考虑对流层的时空特性的问题。

2、本申请实施例提出一种对流层建模方法，包括以下步骤：

3、按照设定的空间分辨率设置虚拟站，根据气象再分析数据计算每个虚拟站的对流层湿延迟(troposphere non-hydrostatic delay,zwd)；

4、根据模拟计算的时变zwd值分析区域对流层延迟的空间变异特性，拟合变异函数；

5、根据gnss观测站的zwd值和变异函数值，插值计算规则格网点的zwd；

6、使用规则格网点zwd进行ppp解算。

7、在本申请的一个实施例中，所述插值的方法使用kriging插值法。

8、在本申请的一个实施例中，气象再分析资料空间分辨率为0.25°×0.25°，时间分辨率为小时，通过gnss算法，按设定的时间分辨率计算得到时变zwd。

9、在本申请的一个实施例中，以无偏估计和估计值误差方差最小作为插值的约束条件。

10、本申请实施例还提出一种对流层建模装置，用于实现本申请任意一项实施例所述的方法，所述装置包括：

11、获取模块，用于按照设定的空间分辨率设置虚拟站，根据气象再分析数据计算每个虚拟站的zwd；

12、拟合模块，用于根据模拟计算的时变zwd值分析区域对流层延迟的空间变异特性，拟合变异函数；

13、确定模块，用于根据gnss观测站的zwd值和变异函数值，插值计算规则格网点的zwd；

14、解算模块，用于使用规则格网点zwd进行ppp解算。

15、本申请实施例还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请中任一实施例所述的方法。

16、本申请实施例还提出一种电子设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本申请中任一实施例所述的方法。

17、本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

18、本发明在于提供一种构建顾及时空特性的高精度对流层格网模型的方法，通过克里金法(kriging)进行插值，kriging是一种最优线性无偏估计方法，需要同时满足无偏估计和估计误差的方差最小两个准则。在提供高精度延迟改正值的同时，还能提供模型的精度信息，高精度延迟改正值作为虚拟观测量引入到函数模型中,模型精度信息为虚拟观测量在随机模型中提供参考信息，从而同时优化ppp函数模型和随机模型。

技术特征：

1.一种对流层建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的对流层建模方法，其特征在于，

3.如权利要求1所述的对流层建模方法，其特征在于，

4.如权利要求1所述的对流层建模方法，其特征在于，所述插值的权重值使用kriging插值法，满足：

5.如权利要求1所述的对流层建模方法，其特征在于，

6.如权利要求1所述的对流层建模方法，其特征在于，

7.如权利要求1所述的对流层建模方法，其特征在于，

8.一种对流层建模装置，用于实现权利要求1～7任意一项所述的方法，其特征在于，包括：

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的方法。

10.一种电子设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7中任一所述的方法。

技术总结
本申请公开了一种对流层建模方法，包括：按照设定的空间分辨率设置虚拟站，根据气象再分析数据计算每个虚拟站的时变ZWD；根据模拟计算的时变ZWD值分析区域对流层延迟的空间变异特性，拟合变异函数；根据GNSS观测站的ZWD值和变异函数值，插值计算规则格网点的ZWD；使用规则格网点ZWD进行PPP解算。本申请还包含实现所述方法的装置。本申请的技术方案解决现有技术的对流层模型精度低的问题。

技术研发人员：吴茜,谢淑香,周应强,董思远,刘李娟,谷宇舒
受保护的技术使用者：北京无线电计量测试研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21