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多系统GNSS全球电离层监测及差分码偏差统一处理 全球电离层格网产品是全球用户获得电离层总电子含量信息最直接的来源。 影响电离层格网产品精度的电离层观测量以及函数模型精度最终都反映在全球 电离层格网产品中。一方面,多频多模GNSS包括 GPS,GLONASS,BDSGalileo) 意味着更多的卫星数量、信号类型及复杂的星座构成，为GNSSfe离层观测量提取 与建模带来了全新的机遇与挑战 ; 另一方面 , 以精密单点定位技术为代表的高精 度GNSSfc地测量手段越来越成熟，为电离层精细化监测提供了另外一种手段与 途径。差分码偏差参数蕴含于电离层观测量中 , 与电离层函数模型系数同时估计 , 相互耦合。 分离出差分码偏差的电离层观测量即为电离层总电子含量。 因此差分码偏差 参数与电离层观测量及函数模型都相关 ,是电离层总电子含量提取与建模的重要 误差源。本文针对GNSSfe离层中涉及的多系统全球电离层观测量提取、建模与 监测以及差分码偏差的统一处理问题 , 系统开展了以下几个方面的研究工作 : 一、 建立了多系统 GPS/GLONASS/Galileo/BDS全球球谐电离层模型,并生成了 IONEX 全球格网产品SDU目前IGS电离层分析中心提供的电离层格网产品主要以相位 平滑伪距观测量作为电离层观测量,随着多系统GNSS勺发展,GNSS电离层观测资 料日益丰富。 本文首先基于相位平滑伪距观测量建立了多系统 GNS险球电离层模型,并 分析比较了不同全球电离层格网产品的精度。 以2018年7月COD发布的电离层 格网最终产品为参考,本文统计评估了 SDU/JPL/ESA/UPC四家机构提供的电离 层格网产品，结果表明ESA/JPL/UPC/SDI与CODE勺平均偏差Bias为 0.07,-1.99,-0.84,-0.13 TECU, 均方根误差 RMS分别为 1.15,2.19,1.45,1.64 TECU二、评估了相位平滑伪距和 PPP电离层观测量的精度，并进一步基于双层 层析技术 , 分析比较了单层与双层全球电离层层析模型的精度。 首先, 针对相位平 滑伪距和非差模糊度固定PPP电离层观测量，基于六组共站单差实验，评估了 2014年年积日150-180期间两者的精度，结果表明：非差模糊度固定PPP电离层 观测量的精度均优于相位平滑伪距。 具体而言，非差模糊度固定PPP电离层观测量的精度为0.05-0.11 TECU,而 相位平滑伪距观测量精度为0.65-1.65 TECU说明非差模糊度固定PPP电离层观 测量精度要高于相位平滑伪距观测量一个数量级。 其次, 基于小时解接收机 DCB, 量化分析了接收机间DCB变化(BR-DCB对单差电离层观测量的影响，结果表明： 接收机DCB变化是电离层观测量误差的主要来源。最后，本文评估了不同太阳活 动下不同电离层观测量与函数模型下的全球电离层模型的精度 , 包括以相位平滑 伪距电离层观测量和球谐函数模型建立的 EHRG以 PPP电离层观测量和球谐函数 模型建立的GAG以及以PPP电离层观测量和双层层析函数模型建立的 FPPP结 果表明:(1)不论在太阳活动弱和强时,FPPP模型的精度均是最优，RMS值最小(太 阳活动弱时为0.73TECU和太阳活动强时为2.12 TECU),其次是GAG和 EHRG;(2)EHRG口 GAG的比较结果表明，相对于相位平滑伪距电离层观测量，PPP 电离层观测量精度更高 , 用于建模的效果更好 ;(3) 相对于采用单层模型的 GAG1, 同样采用PPP电离层观测量，但是采用双层层析的FPPP模型的精度更高,改正效 果更为明显。 进一步基于单频伪距单点定位结果表明不同太阳活动强度下，采用FPPP8 行电离层改正的定位结果最优,其次是GAG1和 EHRG具体而言，相对于EHRG在 太阳活动弱和强时,采用FPPP误差改正的定位精度最大能提高 32唏口 38%以上 结论表明：GNSS电离层产品最终的精度取决于电离层观测量与函数模型的精度 , 高精度的电离层观测量需要匹配高精度的电离层函数模型。具体而言 ,全球球谐 函数模型的精度与相位平滑伪距电离层观测量的精度相当 , 但是全球球谐函数模 型无法反映PPP电离层观测量的精度,而基于双层层析的FPPP莫型更适合于PPP 电离层观测量的建模。 三、实现了 GPS/GLONAS卫星差分码偏差的频内与频间偏差估计。差分码 偏差是电离层TEC提取的最大误差源。本文基于IGS测站分析了 GPS/GLONASS 卫星频内与频间偏差的精度与稳定性。 以2018年7月COD发布DCB月产品为参 考，在频内偏差方面,SDU解算GPS^1C1和P2C2产品月稳定度为0.07和0.06ns, 与COD的均方根误差为0.09和0.13ns,GL