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不同全球电离层格网产品在中国区域的应用精度评估与分析

盛传贞 张京奎 张宝成

盛传贞, 张京奎, 张宝成. 不同全球电离层格网产品在中国区域的应用精度评估与分析[J]. 全球定位系统, 2021, 46(4): 8-15. doi: 10.12265/j.gnss.2021012703
引用本文: 盛传贞, 张京奎, 张宝成. 不同全球电离层格网产品在中国区域的应用精度评估与分析[J]. 全球定位系统, 2021, 46(4): 8-15. doi: 10.12265/j.gnss.2021012703
SHENG Chuanzhen, ZHANG Jingkui, ZHANG Baocheng. Evaluation and analysis of different global ionospheric maps over China[J]. GNSS World of China, 2021, 46(4): 8-15. doi: 10.12265/j.gnss.2021012703
Citation: SHENG Chuanzhen, ZHANG Jingkui, ZHANG Baocheng. Evaluation and analysis of different global ionospheric maps over China[J]. GNSS World of China, 2021, 46(4): 8-15. doi: 10.12265/j.gnss.2021012703

不同全球电离层格网产品在中国区域的应用精度评估与分析

doi: 10.12265/j.gnss.2021012703
基金项目: 湖北省自然科学基金计划项目(2020CFA048);京津冀PPP-RTK技术与应用研究项目(QYYF2017-058)
详细信息
    作者简介:

    盛传贞:(1985—),男,博士,研究方向为GNSS数据处理和地壳形变分析

    张京奎:(1987—),男,在读博士,研究方向为GNSS精密单点定位和时间频率传递

    张宝成:(1985—),男,博士,研究方向为高精度卫星导航定位与应用

    通讯作者:

    盛传贞 E-mail:shengchuanzhen@163.com

  • 中图分类号: P228, P352

Evaluation and analysis of different global ionospheric maps over China

  • 摘要: 基于全球卫星导航系统(GNSS)跟踪站和Jason测高卫星获得的电离层总电子含量(TEC),系统评估了国内外5家国际GNSS服务(IGS)电离层分析中心以及全球连续监测评估系统(iGMAS)综合中心的预报、快速和最终全球电离层格网产品(GIM)在中国区域的精度和标准单点定位应用性能. 结果表明:不同类型GIM产品在中国区域的精度由高到低分别是最终、快速和预报GIM产品;在太阳活动水平较低时,不同GIM产品精度大致相当;在太阳活动水平较高时,西班牙加泰罗尼亚理工大学(UPC)和iGMAS的快速和最终GIM产品精度优于其他机构同类型产品.

     

  • 图  1  选取的GNSS检测站及Jason穿刺点轨迹分布图

    注:红色代表CMONC;蓝色代表IGS;绿色代表JASON穿刺点轨迹

    图  2  2015年(虚线左侧)和2020年(虚线右侧)不同机构GIM产品的电离层TEC的历元间变化精度时间序列

    图  3  2015年(虚线左侧)和2020年(虚线右侧)不同机构GIM产品的电离层TEC的历元间变化精度在各跟踪站的分布情况

    图  4  不同GIM产品相对于Jason VTEC的BIAS和STD

    图  5  2015年(虚线左侧)和2020年(虚线右侧)不同GIM产品获取的水平方向定位精度时间序列

    图  6  2015年(虚线左侧)和2020年(虚线右侧)不同GIM产品获取的高程方向定位精度时间序列

    表  1  不同机构发布的GIM产品

    产品类型CODEESAUPCJPLiGMASCAS
    预报GIMC1PG/C2PGE1PG/E2PGU2PG---
    快速GIMCORGESRGUPRGJPRGISRGCARG
    最终GIMCODGESAGUPCGJPLGISCGCASG
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    表  2  不同机构预测GIM产品电离层TEC的历元间变化精度统计 TECU

    年份指标C1PGC2PGU2PGE1PGE2PG
    2015BIAS−0.45−0.28−0.28−0.52−0.52
    RMS3.183.123.193.253.37
    STD3.113.063.123.163.27
    2020BIAS−0.45−0.37
    RMS2.302.22
    STD2.212.14
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    表  3  不同机构快速GIM产品电离层TEC的历元间变化精度统计 TECU

    年份指标CORGESRGUPRGJPRGISRGCARG
    2015BIAS−0.43−0.59−0.31−0.68−0.33−0.52
    RMS3.032.972.702.852.653.14
    STD2.952.872.652.732.583.05
    2020BIAS−0.36−0.42−0.45−0.76−0.24−0.32
    RMS2.002.132.012.172.112.10
    STD1.932.051.922.002.062.04
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    表  4  不同机构最终GIM产品电离层TEC的历元间变化精度统计 TECU

    年份指标CODGESAGUPCGJPLGISCGCASG
    2015BIAS−0.20−0.56−0.30−0.68−0.30−0.32
    RMS2.722.882.692.812.652.75
    STD2.652.792.642.692.592.68
    2020BIAS−0.30−0.40−0.47−0.79−0.19−0.19
    RMS1.822.132.072.191.942.00
    STD1.742.051.992.011.881.93
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    表  5  不同机构快速和最终GIM产品相对于Jason VTEC的RMS精度统计 TECU

    年份CORGESRGUPRGJPRGISRGCARG
    20156.927.906.398.186.627.52
    20193.503.520.005.124.003.28
    年份CODGESAGUPCGJPLGISCGCASG
    20157.487.376.398.226.587.11
    20193.273.383.965.132.933.43
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    表  6  不同快速GIM产品在各测试站天顶和水平方向上定位误差RMS统计 m

    年份方向CORGESRGUPRGJPRGISRGCARG
    2015天顶2.322.932.412.242.312.39
    水平1.882.061.591.591.751.99
    2020天顶2.052.102.102.102.102.06
    水平1.761.801.801.801.801.79
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    表  7  不同最终GIM产品在各跟踪站天顶和水平方向上定位误差RMS统计 m

    年份方向CODGESAGUPCGJPLGISCGCASG
    2015天顶2.252.342.232.242.292.26
    水平1.551.841.551.601.661.62
    2020天顶2.042.102.102.102.102.04
    水平1.731.801.801.801.801.76
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    表  8  不同预报GIM产品和不施加电离层修正在各跟踪站定位误差RMS统计 m

    年份方向C1PGC2PGNO_IONU2PGE1PGE2PG
    2015天顶2.872.889.642.952.932.94
    水平2.222.183.442.012.022.09
    2020天顶2.082.103.20
    水平1.771.802.00
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  • [1] 侯威震, 张绍成, 殷飞, 等. 基于IGS电离层TEC格网的扰动特征统计分析[J]. 空间科学学报, 2018, 38(6): 855-861. DOI: 10.11728/cjss2018.06.855
    [2] 姚宜斌, 翟长治, 孔建, 等. 2015年尼泊尔地震的震前电离层异常探测[J]. 测绘学报, 2016, 45(4): 385-395. DOI: 10.11947/j.AGCS.2016.20150384
    [3] HERNÁNDEZ-PAJARES M, JUAN J M, SANZ J, et al. The IGS VTEC maps: a reliable source of ionospheric information since 1998[J]. Journal of geodesy, 2009, 83(3-4): 263-275. DOI: 10.1007/s00190-008-0266-1
    [4] 袁运斌, 霍星亮, 张宝成. 近年来我国GNSS电离层延迟精确建模及修正研究进展[J]. 测绘学报, 2017, 46(10): 1364-1378. DOI: 10.11947/j.AGCS.2017.20170349
    [5] FELTENS J. The activities of the ionosphere working group of the international GPS service (IGS)[J]. GPS solutions, 2003, 7(1): 41-46. DOI: 10.1007/s10291-003-0051-9
    [6] ROMA-DOLLASE D M, HERNÁNDEZ-PAJARES A, KRANKOWSKI K, et al. Consistency of seven different GNSS global ionospheric mapping techniques during one solar cycle[J]. Journal of geodesy, 2018, 92(6): 691-706. DOI: 10.1007/s00190-017-1088-9
    [7] 刘立波, 万卫星. 我国空间物理研究进展[J]. 地球物理学报, 2014, 57(11): 3493-3501. DOI: 10.6038/cjg20141101
    [8] YAN X, YUAN Y B, LI Z S, et al. Analysis and validation of different global ionospheric maps (GIMS) over China[J]. Advances in space research, 2015, 55(1): 199-210. DOI: 10.1016/j.asr.2014.09.008
    [9] LI M, YUAN Y B, WANG N B, et al. Performance of various predicted GNSS global ionospheric maps relative to GPS and JASON TEC data[J]. GPS solutions, 2018, 22(2): 55. DOI: 10.1007/s10291-018-0721-2
    [10] 张强, 赵齐乐. 武汉大学IGS电离层分析中心全球电离层产品精度评估与分析[J]. 地球物理学报, 2019, 62(12): 4493-4505. DOI: 10.6038/cjg2019N0021
    [11] 李子申, 王宁波, 李敏, 等. 国际GNSS服务组织全球电离层TEC格网精度评估与分析[J]. 地球物理学报, 2017, 60(10): 3718-3729. DOI: 10.6038/cjg20171003
    [12] JEREZ G O, HERNÁNDEZ-PAJARES M, PROL F S, et al. Assessment of global ionospheric maps performance by means of ionosonde data[J]. Remote sensing, 2020, 12(20): 3452. DOI: 10.3390/rs12203452
    [13] 袁运斌, 李子申, 王宁波, 等. 基于拟合推估的中国区域电离层延迟精确建模方法[J]. 导航定位学报, 2015, 3(3): 49-55.
    [14] 陈秀德, 贾小林, 朱永兴, 等. 不同电离层格网产品的精度分析[J]. 大地测量与地球动力学, 2017, 37(8): 849-855.
    [15] ROMA D, PAJARES M H, GARCIA-RIGO A, et al. Comparing performances of seven different global VTEC ionospheric models in the IGS context[C]//International GNSS Service Workshop (IGS), 2016. DOI: 10.13140/RG.2.1.2378.2168
    [16] SCHAER, S. MAPPING, PREDICTING. The earth's ionosphere using the global positioning system[D]. Bern: Astronomical Institute of the University of Berne, 1999.
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  • 收稿日期:  2021-01-27
  • 网络出版日期:  2021-08-17

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