● 摘要
随着GNSS系统的发展，对GNSS定位精度的要求越来越高，而GNSS系统的信号在传播过程中，会受到来自外界环境各种各样的干扰和影响，这就要求对GNSS误差源的研究更加精细，更加科学。大气折射是影响GNSS系统定位精度的主要误差之一，大气折射误差很大程度上取决于大气内部结构和测站与卫星的空间几何关系。大气对GNSS定位的影响按照影响的特性分为对流层影响和电离层影响。国内外通用的修正大气折射影响的方法是建立大气折射修正模型。本课题主要服务于信号仿真子系统中的基带信号产生处理单元，属于环境误差模块。本课题在于建立若干个常用的大气延迟模型，用于信号源模拟器产生误差信号，供用户选择使用。常用的大气延迟修正模型用于接收机的延迟修正，将这些模型用于信号源模拟器时，那么接收机和信号源的误差量会抵消，影响定位精度，因此需要对加入模拟器的模型进行调整，保留适当的残差。本文分别对对流层折射和电离层折射修正模型进行了深入的研究，并且给出了这些模型加入模拟器的调整方法，并且使用C++语言，编程实现了若干模型，对调整方法的正确性进行了验证。所做的工作和主要取得的成果如下：介绍了GNSS系统的组成和发展。介绍了信号产生仿真子系统的构成，给出了基带信号处理单元的流程图，并且对环境误差模块进行了详细的分析，介绍了影响GNSS信号传播和定位精度的主要环境因素，以及减小这些因素影响的方法。详细分析了大气的主要成分，结构，气象元素，以及对流层和电离层影响GNSS信号传播的原因，得到了GNSS信号通过对流层和电离层时，路径延迟的原理。建立了对流层延迟修正的Hopfield模型，Black模型，Saastamoinen模型，以及电离层延迟修正的Klobuchar模型。并且当这四个模型用于信号源模拟器时，给出了模型的调整方法，保留了适当的残差。给出了这四个模型的程序设计流程图，并且对调整方法的正确性进行了验证。详细分析了修正对流层延迟的Hopfield模型，Black模型和Saastamoinen模型，确定了各个模型的输出输入参数，在VS6上实现了这三个模型，并且得到了各个模型随着不同变量的变化规律等。并且对这些模型进行了比较，为GNSS系统的模型的选择提供意见。详细分析了修正电离层延迟的Klobuchar模型，确定了其输入输出参数。介绍了IRI模型和NeQuick模型，在VS6上实现了Klobuchar模型，分析了Klobuchar模型计算的延迟量随纬度，卫星仰角的变化规律。对这三个模型进行了比较分析，为GNSS系统模型的选择提供意见。