【正文】 條件下為 WAAS 的單頻 GPS 用戶提供電離層延遲改正 的新方法 —— APRI 方案 在正常條件和平靜電離層區(qū)域， WAAS 能夠滿足單頻用戶的電離層延遲改正要求，但當用戶無法正常獲取電離層延遲改正信息時，如在差分系統(tǒng)突然中斷信息發(fā)送或用戶步入無法正常接收差分改正信息的位置等不利條件下，單頻 GPS 接收機不能有效進行實時電離層延遲改正，尤其在電離層活動異常區(qū)域如電離層擾動條件下，實時差分改正效果將受到嚴重影響。而以往的研究結(jié)果，均為后處 理方法，不能滿足 (準 )實時處理電離層擾動的要求。 1）構(gòu)建 APRI 方案的理論依據(jù) WAAS 正常運轉(zhuǎn)和正常條件下可提供高精度的電離層延遲改正信息 (絕對量 )，而 WAAS 所服務(wù)區(qū)域內(nèi)的單頻 GPS 接收機在不利條件下也能有效提供電離層延遲變化量 (相對量 )，且在不考慮噪聲影響，可直接計算任意兩觀測歷元間的電離層變化量的近似值。 研究表明，新方案既保留正常條件下差分電離層延遲信息的精確改正效果，也確保了在不利條件下單頻 GPS用戶的電離層延遲改正效果。 4. 檢測隨機信號的新理論 —— 變樣本自協(xié)方差估計的提出 及其在 GPS 監(jiān)測隨機電離層擾動中的應(yīng)用 根據(jù) GPS 時序觀測的特點，通過設(shè)計先研究樣本時序變化時隨機電離層折射的自協(xié)方差估計的統(tǒng)計特性，再探討利用 GPS 實時監(jiān)測電離層活動的新方法的思路，從基礎(chǔ)理論的提出到框架方案的建立，系統(tǒng)深入研究了利用 GPS 監(jiān)測隨機電離層擾動的基本理論與方法。 2） ACEVS 估計應(yīng)用于 GPS 電離層監(jiān)測的可行性的理論證明與模擬分析 不僅從理論上證明了 ACEVS 應(yīng)用于 GPS 電離層監(jiān)測的可行性，而且利用雙頻GPS 數(shù)據(jù)也成功地模擬了隨機電離層折射的 ACEVS 估計的特性，并發(fā)現(xiàn)，變樣本自協(xié)方差估計的統(tǒng)計特性對隨機電離層延遲變化是敏感的；初步討論和分析了GPS 觀測提供的 TEC 變化也適用于 ACEVS 方法應(yīng)用條件 . 3）建立利用 GPS 監(jiān)測隨機電離層擾動的框架方案 綜合 ACEVS理論及相關(guān)的結(jié)論和 GPS時序采樣的特點，初步給出一種基于 GPS的電離層擾動監(jiān)測的框架方案。電離層擾動的 GPS 探測方案，主要分后處理和實時兩種情況，靜、動態(tài)實時方案基本相同，差別主要取決于硬件要求。 5. 利用 GPS 數(shù)據(jù)精確模擬電離層延遲的新構(gòu)想 —— 電離層蝕因子法及初步實現(xiàn) 提出了 IPP點的電離層蝕因子及其影響因子的概念，給出了簡便的計算方法，進而提出了一種利用 GPS 數(shù)據(jù)確定電離層延遲改正模型的新方法 —— 電離層蝕因子法。研究表明，利用蝕因子法模擬的電離層延遲的改正精度與利用電離層無關(guān)觀測的消除電離層延遲的精度很接近，使得單頻 GPS 觀測的電離層延遲的改正精度有望實現(xiàn)突破性提高，從而接近雙頻 GPS 觀測自校正電離層延遲的精度。 6. 高精度修正星載單頻 GPS 低軌衛(wèi)星的電離層延遲的新對策 —— APRII方案，即空基 APR 方案 分析了現(xiàn)有方法無法保證高精度和高可靠性地進行電離層分層這一嚴重不足；利用實測數(shù)據(jù)模擬全球電離層模型和建立高精度區(qū)域格網(wǎng)電離層模型，初步分析了在全球范圍內(nèi)尋找若干個電離層結(jié)構(gòu)和活動相對較有規(guī)律的局部區(qū)域的可行性；設(shè)計了在選定的局部電離層區(qū)域，聯(lián)合處理地基和低軌空基用戶的 GPS觀測數(shù)據(jù)有效進行 電離層分層的具體方法，給出了相應(yīng)的精度估計公式。進而系統(tǒng)性地提出了一種用于星載單頻 GPS 接收機精密測軌中電離層延遲改正的綜合方法 — APRII 方案。 外文原文 Abstract Recently, according to the requirements of some important GPS research subjects in the fields of Geodesy, Geophysics, SpacePhysics and navigation in China, we studied systematically how to correcting the effects of the ionosphere on GPS, with highprecision and accuracy. As the parts of the main contributions, the research projects focus mainly on how to improve GPS surveying by reducing ionospheric delay for dual/single frequency kinematic/static users: high accuracy correction of ionospheric delay for single/dual frequency GPS users on the earth and in space, China WAAS ionospheric modeling and the theory and method of monitoring of ionosphere using GPS. KEYWORDS:GPS ionospheric monitoring, ionospheric delay, GPS Wide Area Differential The main contents of this paper consist of two parts: Fisrt partthe outline of research background and the systematic introduction and summarization of the previous research results of this work. Second partthe main contribution and research results of this paper are focused on as follows: (1) How to use the measurements of a dual frequency GPS receiver to determine the ionospheric delay correction model for single frequency GPS of a local range。 (3) How to establish a large range grid ionosphere model and use the GPS data of Chinese crust movement observation work to investigate the change law of ionospheric TEC of China area。 (7) How to meet the demand of correcting the ionospheric delay of highprecision orbit determination for lowearth satellite using a single frequency GPS receiver 1 Extracting (local) ionospheric information from GPS data with highprecision The factors are systematically described and analyzed which limit the precision of using GPS data to extract ionospheric delays. The precision of determining ionospheric delay using GPS is improved based on the further research of the related models and methods. The main achievements of this work include the some aspects as follows: (1) Based on a simple model with consta