题目：电离层网格校正技术改进研究

电离层延迟误差是卫星导航系统误差源中最主要的因素之一，对电离层的完好性监测也是广域增强系统要解决的重要问题。电离层网格校正算法作为WAAS中使用的电离层校正算法，有着优于单频Klobuchar模型的修正精度，并能够提供完好性信息，即网格点电离层垂直误差（Grid Ionospheric Vertical Error, GIVE）。但是该算法也存在一些问题，当网格点（Ionospheric Grid Point, IGP）位于穿透点（Ionospheric Piercing Point, IPP）数目较少的边缘区域，或者发生电离层风暴时，传统网格算法很可能导致边缘网格点的估计精度下降，并使网格点的可用性和完好性受到影响。

本文针对传统电离层网格算法存在的问题，进行以下研究工作：

首先，对传统电离层网格算法中网格点垂直延迟改正数和GIVE的影响因素进行了详细的理论分析与仿真计算。结果表明：1）Klobuchar模型权值对网格点垂直延迟及其估计误差的影响程度并不明显，而对边缘网格点的影响程度比中间网格点更大。2）中间区域网格点的GIVE在全天时间内都可用，而边缘区域的网格点GIVE的可用性较差。3）采用最大值法计算误差限差使得GIVE值比较保守，但是在风暴条件下能够更好地保证完好性需求。

随后，针对传统网格算法在中国边缘区域网格点估计精度和GIVE可用性的局限之处，提出了两种改进方法，分别为Klobuchar模型区域拟合方法和补充虚拟穿透点的方法，并对其改进效果进行仿真分析。结果表明：1）相比于广播参数，Klobuchar模型区域参数计算的边缘网格点估计误差有一定程度的减小。2）补充虚拟IPP的方法有效提高了边缘网格点的可用性，更好地保证了GIVE的包络概率，并使边缘网格点的估计精度得到一定程度的提高。

最后，使用2013年2月7日中国境内25个监测站的GPS实测数据，对传统网格算法和上述两种改进方法的效果做进一步对比与验证。结论如下：1）相比传统算法，补充虚拟穿透点的方法使边缘网格点GIVE以及用户电离层垂直误差UIVE的可用性得到了改善，并使GIVE和UIVE的包络概率能够更好地满足完好性需求。2）两种改进方法都能够使用户在边缘区域IPP的垂直延迟估计精度得到一定程度的提高。

本文的研究工作为我国北斗卫星导航系统的广域差分增强系统的电离层完好性监测提供了技术支持。