[发明专利]一种基于观测弱区补偿的布站设计方法

说明书

本发明公开了一种基于观测弱区补偿的布站设计方法，包括如下步骤：步骤1，现有站网观测能力评估：步骤2，观测弱区选择：步骤3，投影点计算与空间分布概率统计：步骤4，增补观测站点选择：步骤5，补偿后观测能力计算和新增站址确定。本发明所公开的方法，基于观测弱区投影的概率统计分析，可以得出定量的最优化新增站点位置，对电离层地基监测网络规划具有重要意义。该方法还可用于对现有站网观测能力的定量评估，对更准确掌握现有观测体系监测能力具有重要意义。

技术领域

本发明属于电离层探测技术领域，特别涉及该领域中的一种基于观测弱区补偿的布站设计方法。

背景技术

GNSS地基测量因其成本低廉、分布广泛、占用空间小、测量精度高等优点已经成为电离层环境监测最为重要的技术手段之一。我国在电波环境观测站网已经部署了GNSS诊断系统，然而在系统部署时主要依据现有站点条件进行了布设，布设系统组成观测网络后，站网布局是否合理，整体观测能力是否处于最优化的状态，增补观测站点如何选择，进而使其能有效提升站网观测性能，没有定量的布站设计方法。因此，开展现有观测站网观测能力评估，并在观测弱区分析基础上，实现定量的布站设计，成为站网规划亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于观测弱区补偿的布站设计方法。

本发明采用如下技术方案：

一种基于观测弱区补偿的布站设计方法，其改进之处在于，包括如下步骤：

步骤1，现有站网观测能力评估：

基于现有观测站点站址位置，计算观测站与GNSS卫星星地链路连线的电离层穿刺点，通过穿刺点的统计，得出站网电离层观测的空间覆盖能力；

步骤2，观测弱区选择：

寻找站网观测能力空间分布图中，观测次数小于门限值的点作为观测弱区位置；

步骤3，投影点计算与空间分布概率统计：

计算GNSS卫星—观测弱区点连线的地面投影点位置，并对其空间分布概率进行统计，得到投影点概率空间分布图；

假设投影点位置(x,y,z)，卫星位置(x₀,y₀,z₀)，观测弱区位置(x₁,y₁,z₁)，则投影点位置同时满足如下的球面方程和直线方程：

其中R为投影点距地心距离，先消除球面方程中的y和z，因此将直线方程的第一第二式和第一第三式联立，求得y，z为：

令则：

y＝k₁(x-x₀)+y₀ (4)

z＝k₂(x-x₀)+z₀ (5)

带入球面方程有：

x²+k₁²(x-x₀)²+2y₀k₁(x-x₀)+y₀²+k₂²(x-x₀)²+2z₀k₂(x-x₀)+z₀²-R²＝0 (6)