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高精度对流层延迟改正在转发式定轨中的应用的中期报告
高精度对流层延迟（High-precisionTroposphericDelayCorrection，简称HPTDC）是一种有效的天线信号传播和接收控制技术。该技术可以提高全球卫星定位系统（GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS）的位置测量精度。本中期报告将介绍高精度对流层延迟改正在转发式定轨中的应用。
一、高精度对流层延迟的作用
天气因素和大气层密度的变化会影响电磁波在大气中的传播速度和方向，导致GNSS定位误差增大。高精度对流层延迟技术可以减少大气层对GNSS信号传播的影响，从而提高定位测量精度。具体来说，HPTDC可以根据卫星与地面接收站之间的连线路径计算出信号在大气中传播的时间、距离和速度等参数，并进行相应的修正，从而消除大气对GNSS信号传导的影响。
二、转发式定轨技术概述
高精度对流层延迟改正在转发式定轨技术中的应用，需要先了解转发式定轨技术。
转发式定轨技术（RelayTracking，简称RT）采用卫星接收机与地面数据处理中心之间的通信卫星（relaysatellite）进行信息传输。通过卫星接收机接收在轨卫星发射的信号，并经过信号处理后，将处理后的数据传输到地面数据处理中心。转发式定轨技术可以实现卫星定位过程中的实时测量、数据传输和数据处理功能。同时，由于卫星信号传输路径的增加，卫星高度角的要求也得到了降低，提高了观测站的站址灵活性。
三、高精度对流层延迟在转发式定轨中的应用
1.HPTDC对转发式定轨技术的影响
高精度对流层延迟技术的引入，对转发式定轨技术的性能有较大的影响。在转发式定轨技术中，由于转发卫星和地面数据处理中心之间的传输延迟时间较长，因此需要对信号进行相应的传输延迟补偿。而估算和补偿信号传输延迟需要考虑大气层的影响，因此，引入HPTDC以消除大气层的影响可以进一步提高传输延迟补偿精度。
2.HPTDC的数值模型
高精度对流层延迟技术的基本思路是利用数值模型对大气层的特性进行建模，根据GNSS信号在大气中的传播路径计算出传输延迟并进行相应的修正。HPTDC的数值模型主要包括以下方面：
（1）大气折射率的数值模型：折射率决定了电磁波在大气中的传播速度和方向。目前主流的大气折射率数值模型有三种：Hopfield模型、Saastamoinen模型和Niell模型。这些模型采用不同的近似方法，考虑了温度、湿度、压力等因素对大气折射率的影响。
（2）大气层延迟的计算方法：大气层延迟的计算需要考虑电磁波在大气中的传播路径长度和速度等因素。目前采用的计算方法主要有两种：单点法和双差法。双差法可以消除掉同时影响卫星和接收机的大气层延迟误差，因此比单点法更精确。
3.高精度对流层延迟在转发式定轨技术中的应用效果
高精度对流层延迟技术的引入可以进一步提高转发式定轨技术的精度。通过与传统定轨技术的对比可以看出，采用HPTDC技术可以有效减小大气层对GNSS信号的影响。例如，当接收机和卫星之间的连线路径从站区内穿过一层相对湿度较高的大气层时，HPTDC技术与传统技术相比可以将位置误差降低50%以上。此外，采用HPTDC技术可以提高干旱地区和高纬度地区的定位精度，因为这些地区的大气折射率变化较大，传统定位技术的精度会受到较大影响。
四、总结
高精度对流层延迟技术是一项有效的卫星信号传播和接收控制技术。引入该技术可以消除大气层对GNSS信号传导的影响，提高定位测量精度。在转发式定轨技术中，采用HPTDC技术可以进一步提高精度。通过建立数值模型、计算大气折射率和延迟等参数，可以计算出GNSS信号经过大气层时的传输延迟并进行相应的修正。通过与传统技术的对比，HPTDC技术在降低位置误差和提高精度方面取得了显著效果。