GNSS实时精密单点定位的若干问题的研究

本项目基于GNSS连续观测网络，研究解决实时精密单点定位存在的主要问题，实现基于单站数据的实时定位服务。主要研究实时GNSS数据处理系统中的数据预处理方法，提高系统实时数据处理能力；研究实时卫星钟差快速求解的有效算法，提高实时卫星钟差估计的精度和可靠性；分析影响精密单点定位参数收敛时间的因素，研究参数快速收敛的有效解决方案，实现实时精密单点定位；提出新的GNSS大气延迟参数估计方法，优化GNSS技术在气象研究领域的应用。本项目的研究成果将拓展GNSS连续运行参考站的应用范围，体现其在大气气象研究中的作用，并实现单站实时精密点定位，对实时形变监测、灾害监测以及GNSS气象学研究具有重要的理论意义和实用价值。

本项目针对实时精密单点定位存在的关键问题，研究了基于GNSS参考站网络的实时精密单点定位的理论与方法。包括GNSS数据预处理，卫星钟差的实时、快速估计，实时卫星钟差估计的精度和可靠性，对流层与电离层延迟的估计方法，开发了GNSS实时精密单点定位软件。主要研究内容如下：.1) 针对实时精密单点定位存在的关键问题，研究了实时、快速精密钟差的估计方法。实时精密单点定位的实现必须以精密卫星轨道、钟差的实时服务为前提。当前，各服务组织提供的卫星轨道预报精度达到了厘米级，由于卫星钟差特性的复杂性，使其难以进行高精度的模型化，为了实现高精度卫星钟差的服务，本项目提出了基于参考站网络观测、采用历元间差分技术的实时、快速卫星钟差估计方法。本项目还研究了三频信号不同频率组合对应钟差的特性及对应偏差，以及基于观测量的钟差内插方法。.2）分析了影响精密单点定位参数收敛时间的因素，提出了采用单站历元间、星间差分方法的实时精密单点定位方法。结合抗差估计理论，有效的提高了实时精密单点定位的参数收敛时间。.3）研究了对流层天顶方向延迟量的不同求取方法，引进了固定模糊度的LAMBDA算法，计算近实时的斜路径SWV值。研究了代数重构技术中的代数重构算法、乘法代数重构算法和联合迭代重构算法的理论，以及三种算法用于对流层水汽层析解算的可行性，并采用长三角地区的实际数据进行反演计算。.4）针对电离层电子密度反演过程中的不适定问题进行了深入细致的研究，提出了附有约束条件的同时迭代重构算法，并利用实测数据对区域和北半球进行了电子密度反演，对电离层大尺度结构形态与扰动的监测研究有重要的科学意义。利用地基和空基计算了日全食时期和太阳风暴时期电离层电子密度的变化，并首次利用COSMIC 掩星数据求解了一阶项、二阶项电离层折射误差，定量地研究了其在全球范围的分布以及周日、季节和半年变化的特征。.5）依据理论研究，采用最新的IGS推荐的改正模型，研制了精密单点定位软件LTW_BS，程序简洁，稳定性和可靠性较高，并在生产实际中得到应用。.本研究共发表相关研究论文26篇，其中被SCI收录6篇，EI收敛11篇，培养博士生4名。