文 献 综 述

前言：

电离层是位于地表上方 50~1000km的介质层,该层中的自由电子含量对穿过其中的 GPS信号产生影响,使载波相位超前而伪距滞后。电离层的气体分子吸收了大量的太阳紫外线的能量，所以该层的温度随着高度的上升而迅速升高。电离层中的气体分子由于受到太阳等天体辐射的影响，产生强烈的电离，形成大量正离子和自由电子和正离子。当信号通过电离层时。如同其他所有电磁波一样，信号传播路径会发生弯曲，传播速度发生改变。所以信号的传播时间与真空中光速的乘积不等于卫星到接收机的几何距离，即产生电离层折射误差。与对流层折射不同，电离层含有较高密度的电子，属于弥散性介质，信号在其中的传播速度与频率有关。电离层折射影响主要取决于信号的频率和传播路径上电子含量。理论证明GPS信号在其中的传播速度与频率的平方成反比。电离层延迟在美国废除SA政策后成为影响精度的主要因素。因此，快速高精度的确定电离层延迟量对于定位精度具有重要意义。

目前处理电力层误差的主流方法包括利用电离层模型改正、利用同步观测值求差以及使用最多的双频观测。其中电离层延迟量一般采用导航电文所提供的电离层模型延迟模型及其他适宜模型加以计算修正。这些模型可分为由建模之前大量重复观测值建立的公式、参数，如1987年由、Klobuchar提出的主要用于单频接收机的电离层模型；还包括Bent模型、International Reference Ionosphere ( IRI ) 模型等。

计算电离层延迟的方法

电离层是指从距地面大约50公里到1000公里处于电离状态的高空大气层。上疏下密的高空大气层，在太阳紫外线、太阳日冕的软X射线和太阳表面喷出的微粒流作用下，大气气体分子或原子中的电子分裂出来，形成离子和自由电子，这个过程叫电离。产生电离的大气层称为电离层。电离层分为D、E、F1、F2四层。D层高度50~90公里，白天可反射2~9MHz的频率。E层高度85~150公里，这一层对短波的反射作用较小。F层对短波的反射作用最大，分为F1和F2两层。F1层高度150~200公里，只在日间起作用，F2层高度大于200公里，是F层的主体，日间夜间都支持短波传播。电离层的浓度对工作频率的影响很大，浓度高时反射的频率高，浓度低时反射的频率低。电离的浓度以单位体积的自由电子数（即电密度）来表示。电离层的高度和浓度随地区、季节、时间、太阳黑子活动等因素的变化而变化，这决定了短波通信的频率也必须随之改变。GPS信号在其中的速度与频率有关。

现有的电离层模型大体可分为两类。第一类模型是依据建立模型以前长时期内收集到的观测资料而建立起来的反映电离层变化规律的一些经验公式，如Bent 模型、International Reference Ionosphere ( IRI ) 模型、Klobuchar 模型等。由于影响电离层的因素很多， 许多因素又带有较大的随意性，而我们对各因素间的相互关系、变化规律及其内部机制等又未完全搞清，从而使电离层延迟中产生了很多不规则变化。所以利用这些模型得到的电离层延迟的精度一般都不太好。第二类模型则是依据某一时段中在某一区域内实际测定的电离层延迟采用数学方法而拟合出来的一个模型。显然， 建立这种模型时并不要求对电离层变化规律有透彻的了解，一些时间尺度较长的不规则变化已经在模型中得到了反映。

经验模型数据分析