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一种优化的对流层天顶延迟融合模型FZTD

全雪贞 张洁 宋秀容 杨彬

全雪贞, 张洁, 宋秀容, 杨彬. 一种优化的对流层天顶延迟融合模型FZTD[J]. 全球定位系统, 2021, 46(3): 61-65. doi: 10.12265/j.gnss.2020120701
引用本文: 全雪贞, 张洁, 宋秀容, 杨彬. 一种优化的对流层天顶延迟融合模型FZTD[J]. 全球定位系统, 2021, 46(3): 61-65. doi: 10.12265/j.gnss.2020120701
QUAN Xuezhen, ZHANG Jie, SONG Xiurong, YANG Bin. A optimized fusion zenith tropospheric delay model-FZTD[J]. GNSS World of China, 2021, 46(3): 61-65. doi: 10.12265/j.gnss.2020120701
Citation: QUAN Xuezhen, ZHANG Jie, SONG Xiurong, YANG Bin. A optimized fusion zenith tropospheric delay model-FZTD[J]. GNSS World of China, 2021, 46(3): 61-65. doi: 10.12265/j.gnss.2020120701

一种优化的对流层天顶延迟融合模型FZTD

doi: 10.12265/j.gnss.2020120701
详细信息
    作者简介:

    全雪贞:(1984—),女,工程师,主要从事航空摄影测量、遥感影像及GNSS数据处理

    张洁:(1981—),女,工程师,主要从事大地基准、高程基准

    宋秀容:(1984—),女,工程师,主要从事遥感影像、地籍测量

    通讯作者:

    全雪贞 E-mail:xzh_quan@163.com

  • 中图分类号: P228

A optimized fusion zenith tropospheric delay model-FZTD

  • 摘要: 对流层延迟是影响全球卫星导航系统(GNSS)定位精度的主要误差源之一,模型修正法是目前削弱对流层延迟影响的主要方法. 以简单易用的角度为切入点,综合UNB3模型的简易性和GPT2w模型的高精度特点,构建一种简易且精度较高的对流层天顶延迟融合模型(FZTD). 并利用多年的国际GNSS服务(IGS) 对流层天顶延迟(ZTD)数据对该模型精度进行了验证. 结果表明FZTD模型的均方根(RMS)与平均偏差(bias)值分别为4.4 cm和−0.3 cm,均小于传统模型UNB3m(RMS:5.1 cm,bias:1.1 cm)和EGNOS(RMS:5.1 cm,bias:0.3 cm),定位精度提高了14%,而且在南半球提高尤为明显,特别在南极地区,精度提高了近3倍,弥补了传统模型在南北半球精度差异大的不足. 新模型总气象参数仅为120个比GPT2w模型急剧减少,与传统模型相当,为GNSS实时导航定位终端的预定义对流层延迟改正提供了更优的选择.

     

  • 图  1  大气压和水汽压的纬度分布及其变化特征点提取

    图  2  FZTD、UNB3m、EGNOS以及GPT2w模型bias值的全球分布

    图  3  FZTD、UNB3m、EGNOS以及GPT2w模型RMS值的全球分布

    表  1  FZTD模型气象参数年均值

    纬度/(°)P/hPae/hPaT/K$\mathrm{\;\beta }/(\mathrm{K}\cdot\mathrm{k}\mathrm{m}^{-1})$$ \mathrm{\gamma } $$ {T}_{m} $/K
    −901023.2 0.67224.9 3.741.05232.9
    −65 983.8 3.54267.2−5.772.78258.5
    −311019.715.80292.4−8.153.46281.4
    −51010.726.65299.5−8.282.85287.3
    51010.127.42300.1−8.402.51286.7
    151010.623.83300.4−7.853.12287.8
    351018.915.04293.5−7.013.21277.5
    601012.7 6.83274.7−4.302.55264.6
    801016.5 3.02261.6−0.771.92255.5
    901016.8 2.67259.3 1.151.67254.8
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    表  2  FZTD模型气象参数振幅

    纬度/(°)P/hPae/hPaT/K$\mathrm{\;\beta }/(\mathrm{K}\cdot\mathrm{k}\mathrm{m}^{-1})$$ \mathrm{\gamma } $$ {T}_{m} $/K
    −90−7.7 0.85 22.04−4.65 1.03 5.8
    −65 0.3 1.34 5.85−2.31 0.23 3.8
    −31−2.5 3.42 3.49−0.07−0.2 3.1
    −5−1.1 1.37 0.33−0.01−0.2 −0.5
    5−0.7−0.05 0.21 0.10 0.15 0.7
    15 1.8−3.74 −1.55 0.420.5 −0.1
    35 3.4−8.05 −7.15−0.49 0.05 −7.0
    60 1.4−4.95−13.58 1.60−0.3 −10.4
    80 2.3−2.89−13.30 3.15−0.5 −10.6
    90 3.3−2.89−14.71 7.63−0.9 −10.8
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    表  3  FZTD、UNB3m、EGNOS和GPT2w模型的误差统计 cm

    模型RMSbias
    FZTD4.4 [2.1 8.9] −0.3 [−8.3 8]
    UNB3m5.1 [1.9 12.4]1.1 [−9.3 11.5]
    EGNOS5.1 [1.7 11.9]0.3 [−11.4 10.5]
    GPT2w3.4 [1.5 9.8] 0 [−2.2 8.9]
    注:“[ ]”内的数值表示最小值与最大值.
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    表  4  FZTD、UNB3m、EGNOS以及GPT2w模型在不同纬度带下的RMS与bias统计 cm

    纬度
    范围/(°)
    测站数FZTDUNB3mEGNOSGPT2w
    RMSbiasRMSbiasRMSbiasRMSbias
    [60,90)293.30.73.103.4−0.42.80.2
    [35,60)1583.704.0−0.44.3−0.93.20.2
    [15,35)665.81.06.83.96.42.83.7−0.1
    [5,15)155.9−3.75.9−1.26.6−3.33.9−0.6
    [−5,5)154.5−2.54.5−1.85.4−3.72.7−0.3
    [−30,−5)456.3−2.56.31.46.3−0.34.3−0.3
    [−65,−30)383.5−0.55.33.54.92.93.20.1
    [−90,−65)152.80.99.58.89.28.42.4−0.2
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-12-07
  • 网络出版日期:  2021-07-05
  • 刊出日期:  2021-06-30

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