【摘 要】
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电离层延迟是制约导航和定位精度的误差源之一,实践证明高精度的电离层模型对于电离层延迟误差改正具有重要意义。随着北斗三号完成全球组网以及Galileo系统日益完善,卫星数达到甚至超过GPS,并且Galileo和BeiDou地面跟踪站超过200个,利用Galileo和BeiDou建立全球电离层模型已成为可能。并且不同系统卫星数量、星座类型和信号频率都存在差异,有必要对不同系统建立的全球电离层模型的一致
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电离层延迟是制约导航和定位精度的误差源之一,实践证明高精度的电离层模型对于电离层延迟误差改正具有重要意义。随着北斗三号完成全球组网以及Galileo系统日益完善,卫星数达到甚至超过GPS,并且Galileo和BeiDou地面跟踪站超过200个,利用Galileo和BeiDou建立全球电离层模型已成为可能。并且不同系统卫星数量、星座类型和信号频率都存在差异,有必要对不同系统建立的全球电离层模型的一致性进行验证。鉴于此,本文研究了 Galileo和BeiDou系统单独建立全球电离层模型的可行性,并在此基础上建立了多系统GNSS高精度全球电离层模型。此外,将新建模型应用于PPP中进行分析评估,具体研究工作和成果如下:（1）建立了 GPS、GLONASS、Galileo和BeiDou各单系统全球电离层模型,发现不同系统间的VTEC具有较高的一致性,均能较好地反映全球VTEC的时空分布。其中Galileo和GPS系统的一致性最高,Galileo相对于GPS VTEC的平均偏差（Bias）为 0.02 TECU,2019～2020 年标准差（Standard Deviation,STD）均小于 1.5 TECU。而BeiDou受限于西半球跟踪站数量偏少,全球范围内平均偏差为-0.11 TECU,STD在1～2.5 TECU之间,与GLONASS相当。（2）建立了 GPS、GLONASS、Galileo和BeiDou四系统组合的全球电离层模型,结果表明多系统较各单系统的VTEC差异主要存在于海洋和两极等跟踪站稀少的地区。多系统较各单系统均方根误差（Root Mean Square,RMS）均不同程度的降低,其中较 GPS 降低 0.3 TECU,较 GLONASS 降低 1.6 TECU,较 Galileo 降低 0.6 TECU,较BeiDou降低2.5 TECU,特别在海洋等单系统观测值缺失地区尤为明显。（3）利用事后GIMs产品、GNSS dSTEC观测值和CAS DCB,从多角度对新建模型精度进行验证,结果表明单系统模型已经具有很高的精度,BeiDou系统在东半球尤其亚太地区精度与其他系统相当。多系统融合在提高模型精度的同时,可显著增加模型的可靠性。本文将建模产品与IGS各分析中心产品的对比,结果表明建模产品的精度与各个分析中心的产品一致,估计的各系统卫星DCB与CAS DCB产品非常接近且多系统DCB的一致性更好,验证了本文建模方法和数据处理策略的正确性。（4）以标准单频PPP为参考,评估了本文不同电离层建模产品的PPP定位效果。在定位精度方面,本文建模得到的五个电离层产品定位误差的平均RMS值相差不大,与国际上CODG、ESAG、IGSG和WHUG结果相当。在收敛时间方面,多系统产品GREC)和Galileo较标准单频PPP平均收敛时间缩短47.5%和46.7%,略差于CASG（57.1%）和 WHUG（48.6%）,但优于 CODG（46.2%）、ESAG（44.7%）、IGSG（39.3%）、JPLG（21%）和UPCG（37.2%）。BeiDou的收敛时间改善效果略差（35.3%）,但仍优于JPLG（21%）。总体上,本文建模产品性能与ESAG、IGSG、JPLG和UPCG相当。
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