孙孟军（1） 张炜（2）
辽宁省辽阳市西钢集团灯塔矿业有限公司 辽宁省辽阳市 111315
摘要:电离层延迟是限制GPS精密单点定位精度的主要误差源之一，为了提高精密单点定位精度，本人通过编程实现了电离层改正的双频伪距改正法和Klobuchar模型。分别将这两种算法加入到伪距单点定位程序中，通过定位结果分析发现Klobuchar模型优于双频伪距改正法的改正效果。
关键词:GPS精密单点定位;电离层延迟;Klobuchar模型;双频伪距改正法
一、引言
电离层是地球高层大气中含有大量自由离子和电子的电离化区域，高度从60公里到1000多公里。GPS信号在电离层中的传播具有三个特性：一是色散性，利用双频GPS相位观测值加以线性组合，可基本消除电离层延迟的影响。二是互补性，半合改正法就是利用这一特性。三是瞬息万变性，在一天之内至少变化一个数量级。即使对于一个固定台站，也无法模拟其变化。电离层对一次测距的影响，可从最大时（每天中午、太阳黑子活动最大时、卫星接近地平）的上百米到最小时（每天夜间、太阳黑子活动最小时、卫星在天顶）的几米。可见，找到减弱电离层延迟合适模型的重要性。
二、电离层延迟理论
1.电离层延迟的推导
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2. 影响电子密度及电子含量的因素
(1) 电子密度同高度的关系。电子密度在200公里~400公里时达到最大值，不同高度的电子密度可相差10倍以上。
(2) 总电子含量与地方时的关系。图1是根据夏威夷太阳观测站上的实测资料绘制而成的的VTEC与地方时之间的关系图。
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图 1 VTEC与地方时之间的关系
(3) VTEC与太阳活动程度的关系。太阳活动强烈的年份和太阳活动平稳年份的电子含量相差4倍。
(4) 电子含量的季节性变化。一年中7月份和11月份的电子含量可相差4倍。
三、 双频伪距改正法和Klobuchar模型
1.双频伪距改正法
电离层延迟的双频改正法就是建立在色散效应基础上。GPS卫星采用L1和L2两种载波。
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四、应用实例分析
1.数据准备
试验采用上海的IGS跟踪站（shao）2009年6月25日1时至3时两小时的观测数据，同时从该网站下载了IGS跟踪站后处理的坐标数据，并将其作为已知坐标，试验所采用的Klobuchar 模型系数从ftp://ftp.unibe.ch/aiub/CODE/网站下载并经过后处理。
2.数据处理方法
IGS下载的后处理坐标作为真值，对流层模型采用Saastamoinen模型与Niell投影函数组合，在消除或者减弱其他误差情况下，可以看出Klobuchar模型的误差分布较均匀，而伪距组合法大部分偏与一侧。
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图 1.shai站Klobuchar模型与P1P2伪距组合法单点定位结果比较
为了进一步比较两种方法，分别在X、Y、Z三个方向的点位误差进行统计：
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五、结论
从以上统计中可以看出，Klobuchar模型改正效果优于双频P1P2伪距组合法的改正效果，Klobuchar模型是一中实用有效的电离层改正模型，基本上反映了电离层的变化特性，从大尺度上保证了电离层预报的可靠性，其改正效果一般在60%左右，理性情况下可改正至75%
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