网络RTK的电离层折射计算与改正

【摘 要】本文讨论了目前几类电离层延迟模型，分析了其改正效果，针对网络RTK的特点，给出了一种适合网络RTK定位的电离层延迟计算和处理方法，首先对基准站网的垂直电子总量计算，然后内插用户站处的垂直电子总量，进行估算用户电离层延迟和改正。实验证明，该方法可以取得较理想的定位结果。

【关键词】网络RTK，电离层延迟，垂直电子总量

1.引言

GPS的SA（Selective Availability）已于2000年5月1日关闭，电离层折射对GPS卫星定位的影响就成为最大的误差源，其对伪距观测值的影响可达20—30米，在电磁活动高峰期，甚至可达40米，一般情况下，电离层对某一个地区的平均垂直距离延迟为10米左右 [1]。目前有几种不同的方法用于伪距观测值的改正，下面讨论一下这些方法和它们的改正效果：

①使用ICA（Ionespheric Correction Algorithm）[2]可改正大约50％（RMS）的电离层延迟影响，ICA改正系数作为卫星信息的一部分播发给用户，并且每10天由GPS主控制站至少更新一次或多次，根据具体太阳活动情况而定，因为不需要双频观测值，所以该方法在单频用户中使用较多，但改正的效果不够理想；

②使用电离层活动模型，该方法需要几百个系数进行模拟，比较适合长期的、大范围的平均电离层延迟的模拟改正，其对区域平均电离层折射改正的残差为10％左右，对实时的伪距观测值的电离层折射改正可达75％（RMS），如IRI（International Reference Ionosphere）和Bent模型；

③使用双频消除法，即使用双频接收机的观测数据通过无电离层组合直接消除电离层对每一颗观测卫星伪距观测值的影响，该方法可消除99％的电离层延迟影响，特别是在L5频率实现后，将会具有更大的优势。

在某一区域内建立多个（一般为三个或三个以上）的GPS基准站，对该地区构成网状覆盖，并以这些基准站中的一个或多个为基准计算和发播GPS改正信息，对该地区内的GPS用户进行实时改正的定位方式，称为GPS网络RTK，又称为多基准站RTK。除这些基准站外，通常还包括一个系统计算/控制中心和若干用户构成。基准站网采集实时卫星观测数据，发送到系统计算/控制中心，计算/控制中心对基准站网数据进行实时处理，并生成区域/用户的距离改正信息，发送给每个用户，用户利用这些改正信息和自己的观测值进行整周模糊度解算，可实时得到厘米级的定位信息[3]。

可见，网络RTK定位具有自身的特点，上述三种/类电离层折射处理方法用于网络RTK都存在一定的不足：第一种方法改正效果较差；第二种模型复杂，比较适合长时间的静态定位，对于RTK定位来说，系统启动时间较长，并且改正效果也不是很理想；第三种方法由于直接消除了电离层延迟的影响，则不利于用户电离层延迟的估算算与整周模糊度解算。

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