103-RTKLIB中對流層延遲模型

1、Troposphere Model

該模型實際上就是Saastamoinen模型,實現函數爲tropmodel,求得的是信號傳播路徑上的電離層延遲。
值得注意的是,該函數中幹延遲與溼延遲是分開求取的,然後相加,這樣做的目的是可以方便的直接求取天頂幹延遲,只需要將衛星高度角設置爲90度,相對溼度設置爲0.在第三個模型精細的對流層模型中就使用了該函數求天頂幹延遲。
模型實現較爲簡單,只是最後面幹延遲求取的公式有點疑問。對照《GPS測量與數據處理》第三版P118的公式,應該乘以(1.0-0.00266*cos(2.0*pos[0])-0.00028*hgt/1E3)部分而不是除以。

2、SBAS troposphere model

在程序中的實現函數爲sbstropcorr。在一些材料中,該模型也被稱爲EGNOS模型,比如“三種對流層延遲改正模型精度評估,曲偉菁等,天文學報,2008”這篇文獻。對照該文獻,對流層的求取過程也較爲容易理解。該模型最後使用了一個簡化的投影函數轉換爲斜對流層延遲,m=1.001/sqrt(0.002001+sinel*sinel);,其實也較爲容易理解,如圖:

上圖來自“丁曉光. 對流層延遲改正在GPS數據處理中的應用與研究[D].長安大學,2009.”。

容易理解sinel=cosz,所以程序中的投影函數就可以簡單理解爲圖中的F,至於更深入的理解,做不到了。
該函數在ppp狀態參數的賦值中,將高度角設置爲90度,求得天頂方向的對流層延遲,賦值到狀態向量x。

3、Precise troposphere model

該模型的實現函數爲trop_model_prec。該函數在ppp中估計天頂對流層和東向北向梯度時會用到。
函數的實現較爲簡單,
調用Saastamoinen計算天頂對流層幹延遲,調用NMF模型計算乾溼投影函數,根據方位角高度角計算溼延遲及東、北梯度係數dtdx,根據幹延遲投影函數、新計算的溼延遲投影函數及幹延遲計算信號傳播路徑上的對流層延遲dtrp。

將對流層三個估值的係數簡要說一下。
公式E.5.5可以這樣簡化:

m=m+mcotElGNcosAz+mcotElGEsinAz m=m+m*cotEl*G_N*cosAz+m*cotEl*G_E*sinAz

等式左邊就是顧及東向北向梯度情況下的對流層溼延遲投影函數(係數),右邊第一項爲NMF模型求得的對流層溼延遲投影函數(係數),第二項和第三項分別爲北向和東向電離層梯度係數,後面會將這三個值添加到量測矩陣。

總結

在ppp中,對流層的三個參數作爲狀態進行估計,那麼關於對流層的計算主要包括:
1、EGNOS模型(模型2)計算天頂對流層總延遲,並將這個值賦值給狀態向量,北向東向梯度在狀態向量中賦值爲常數,在udtrop_ppp函數中進行;
2、在相位僞距殘差計算函數ppp_res中,使用精細對流層模型計算上述三個參數的係數dtdx(用於確定H陣)及對流層延遲dtrp(用於殘差計算)。

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