卫星导航增强系统中电离层模型的改进探讨
尹萍1唐卫明2
1．中国民航大学电子信息工程学院，天津市，300300；
2．武汉大学GNSS中心，湖北省武汉市，430079
摘要：卫星导航增强系统的研制是为了改善全球导航卫星系统（GNSS）的导航定位精度，同时为用户提供系统失效情况下的告警信息，主要是使用静止通信卫星广播信号来传送：1）附加的类GPS测距信号；2）GPS空间信号修正值，包括电离层，时钟和星历误差修正值；3）完好性监测和及时警告用户超差情况，其中电离层的延迟修正值需要建立在对电离层进行建模的基础上来完成。目前世界上卫星导航增强系统中电离层延迟修正广泛采用的是格网－薄壳模型（Thin-S，如在美国的广域增强系统（W AAS）中，电离层修正值和格网电离层垂直误差（GIVE）有关。该方法简单易行，便于操作，但不适用于电离层异常状态和低纬度地区。因此，本文提出借助无线电层析技术，对电离层进行多维成像，反演构建出总电子含量（TEC）时空分布图，从而来获取广域范围内卫星导航系统的电离层延迟信息。本文通过比较分析薄壳模型和层析方法解算出的TEC数据，探讨在广域增强系统中使用电离层层析技术的优越性及可行性。
关键词：卫星导航增强系统；电离层模型；层析技术
Research on the improvement of ionospheric models applied for satellite navigation augmentation systems
Yin Ping1 Tang Weiming2
1. College of Electronic Information Engineering, Civil Aviation University of China, 300300, China;
2. GNSS center, Wuhan University, 430079, China
Abstract: Satellite navigation augmentation systems have been developed to improve the accuracy of Global Navigation Satellite System (GNSS), and provide alert information in case of system failure. The information is broadcast by the GEOs and comprised of the following data: 1) additional GPS ranging signal, 2) GPS SIS corrections, including ionospheric, satellite clock and ephemeris corrections, 3) integrity monitoring and timely alert information of system failure. The ionospheric corrections are computed based on certain assumptions in the ionosphere. At present, a grid thin-shell approach, which is easy to be implemented, has been applied in satellite navigation augmentation systems to derive ionospheric delays. For example, in US wide area augmentation system (WAAS), ionospheric corrections are dependent on grid ionosphere vertical errors (GIVE). However, this approach is not suitable for ionospheric anomalies and low-latitude regions. Here we propose that ionospheric delays in wide areas are inverted with a tomographic method, by means of mapping total electron contents (TEC) in space and time. The feature of ionospheric imaging used in wide-area augmentation systems are discussed by comparing thin shell TEC and inverted TEC.
Key words: satellite navigation augmentation systems; ionospheric models; ionospheric tomography
1 引言
卫星导航增强系统的发展是为了改善导航卫星系统（如GPS和GLONASS）的导航精度，提供对系统失效信息的告警和防护功能。现有的和被提出的卫星导航增强系统有美国的广域增强系统WAAS （Wide Area Augmentation System），欧洲的静止导航卫星重叠系统EGNOS （European Geostationary Navigation Overlay System），和日本的多功能卫星增强系统MSAS（Multi-functional Satellite Augmentation System）以及印度的卫星导航增强系统等。这些系统基本都属于星基增强系统SBAS（Satellite Based Augmentation System），主要是使用静止通信卫星广播信号来传送：1）附加的类GPS测距信号；2）GPS 空间信号修正值，包括电离层，时钟和星历误差修正值；3）完好性监测和及时警告用户超差情况。其
中电离层的修正值需要建立在对电离层进行建模的基础上来完成。
电离层中电子浓度剖面的数学表达式被称为电离层模型，分为理论模型和经验模型。理论模型属于局部电离层模型，如经典的Chapman ，Epstein 模型等。但是，用一个数学表达式来描述整个电离层是相当困难的，一般进行分段描述，结合多种形式导出经验模型，如被广泛采用的国际参考电离层IRI 模型[1] ，此模型是一个比较全面的统计预报模式，反映电离层的平均状态。由于国际参考电离层是由观测数据经过插补和时间上取平均来生成大尺度图形构成模型，因此不足以反映电子浓度较大梯度上的变化和不规则性。
在卫星导航系统及其增强系统中，电离层误差修正经常采用的模型和技术有：Klobuchar 模型和格网－薄壳模型（Thin-S 等。对于双频GPS 用户，电离层延迟可以由双频信号观测值计算出总电子含量 （TEC ）来估算。而为了给单频用户提供电离层的相关信息，一种8参数的广播电文就被用来代表电离层的状态。这种精简的参数模型被称为Klobuchar 模型[2] 。接收机可以使用广播电文中的8个参数来修正电离层的延迟，一般单频接收机使用该方法可以修正50%的电离层误差。但这种方法的两个主要局限性是模型太简单和广播电文的更新速率极慢（有6天的延迟）。
电离层薄壳模型 [3] 是把电离层表示成一层距地球表面固定高度上的薄壳，借助生成广域电离层的TEC 图像来确定电离层修正误差。这个固定高度通常接近电离层F2区电子浓度峰值的高度（300 - 400公里）。这个壳层在水平方向上被分隔成网格，使用地面双频GPS 测量值可获取斜方向上的TEC 。然后使用几何折射函数把斜TEC 转换成垂直方向上的TEC ，再内插入网格点中。折射函数M 与卫星高度角和薄壳高度有关，可表示如下：
Re cos Re (cos(arcsin 1h
M +=θ 其中，h: 假设的电离层薄壳高度；Re: 地球半径；θ: 高度角。
美国的广域增强系统WAAS 和欧洲的广域增强系统EGNOS 均使用格网-薄壳模型来修正电离层延迟误差。WAAS 的电离层修正值是由25个地面永久基准参考站推算出来，基准站获取双频接收机测量GPS 伪距和载波相位值，然后传送给主控站。主控站的中央处理单元利用这些观测值计算出每颗卫星的时钟和星历修正，借助薄层模型估算出的网格点的电离层垂直延迟值以及电离层修正值的误差极限等。电离层网格是由固定的电离层网格点IGP （Ionosphere Grid Point ） 组成，按纬度和经度间隔有规则的划分，一般是纬度低于55度为5度经纬度间隔，65-75度10度间隔，在85度以上10度纬度间隔和90度经度间隔 [4] 。这些网格点值传送给其服务覆盖区域的单频用户，其中电离层的修正值被插入到网格数值用于本地观测值中。用户设备使用这些数据来估算对每一颗可见GPS 卫星信号的垂直电离层延迟修正值。根据每颗卫星的高度角，这些垂直延迟修正可转换成相应的斜延迟修正误差，用于提高定位精度。对每颗卫星的垂直延迟修正值一般来讲是不同的，这是因为不同信号路径和固定高度上电离层壳层的交叉点不重合（在不同位置上）。
所有的WAAS 电离层修正值都和格网电离层垂直误差GIVE （Grid Ionosphere Vertical Error ）有关，该误差也传送给用户，GIVE 值从0.3米到45米，大于45米的数值被划分为“未监测”。对安全攸关的航空应用来说，GIVE 数值能否精确限定电离层修正误差十分关键，尤其当电离层活跃性增加时，有必要对能否可靠检测和限定WAAS 电离层误差进行研究。EGNOS 则由34 个地面基准监测站组成，其电离层网格是按5度经纬度间隔来划分，在高纬度地区（≥75度）间隔为10度 [5] 。用户端首先确定位于薄壳高度（350公里）上的电离层穿透点IPP （Ionospheric Pierce Point ），然后选择网格点来进行修正。借助一个双线性内插，穿透点的垂直延迟可由邻近的网格点的垂直延迟推算而来。然后通过折射函数转成
斜方向上的修正值。
薄壳模型假设沿卫星到地面接收机的无线电波传播路径上电离层电子浓度水平变化可以忽略，所以当TEC出现很大的梯度时会造成虚假电离层结构，如在低纬度赤道地区。此外，除了薄层高度，其他高度上的电离层结构会对估算值产生偏差，如电离层E区的异常，F区的低槽现象以及电离层风暴下的F区峰值高度提高等，导致电离层修正精度降低。
本文提出的一种改进方法就是借助无线电层析技术，构造三维电子浓度图像，反演构建出TEC空间分布图。这种方法无需使用电离层薄壳高度假设和折射函数，垂直和斜TEC可直接从电子密度分布图中推算出来。
2 层析成像技术
无线电层析技术起源于医学X射线成像技术，使用接收机和发射机之间穿过某一物体的一组测量值对该物体进行成像。通过旋转位于接收机和发射机之间的物体，可获取许多相互交叉的投影，应用重构算法可产生该物体的二维图像。投影可以来源于X 射线，光源或无线电波。随着70年代在医学成像上的广泛使用，层析技术目前已经在地球物理、地质等领域得到了新的应用，例如，把层析技术应用于电离层的探测和研究被称为电离层层析成像技术。
电离层层析技术的发展分成三个阶段。层析方法首先于1986 年被Austen等人提出用于电离层成像，并于1988年采用迭代算法和模型数据生成第一个2维电离层层析图象。后来不断有人使用不同的算法，如乘法几何重建技术MART，正交函数，幂律谱，Kalman滤波等手段来进行模拟研究并提出改进方法。第二阶段为实验数据阶段，开始于1992年。应用海军导航卫星系统NNSS接收机观测值，欧洲区域电离层2维电子浓度分布图被构建出来，经雷达图像验证，取得很好的一致性。此后，电离层层析技术被广泛接受，美国、欧洲等国家先后有多个科研小组开展了此项技术的研究。第三阶段，随着GPS的广泛应用，借助层析方法可以把电离层在近乎全球范围内进行3维乃至4维连续成像。电离层成像技术的详细介绍可以参阅 [6] 。由于陆基GPS数据的局限性，即在洋区和偏远地区数据短缺，目前的发展趋势是进行多种观测值的数据融合，除了 GPS 地面数据，其他来自雷达、测高仪以及导航卫星的掩星（如CHAMP，COSMIC卫星等）的有关电离层的测量值也要在算法中加以融合，从而能更精确地描述电离层的变化。
电离层层析技术中基本的观测量是TEC，而使用穿越电离层的导航卫星到地面接收机的无线电电波信号，电离层斜TEC可以被直接计算出来。由于地球的弯曲度限制了地面观测值的观测角度，特别是缺少水平方向的投影数据，这在层析反演方法中，要借助电离层经验模型或统计模型构成背景电离层的先验信息来弥补。在电离层层析方法中，所研究区域的电离层首先被划分成多个三维象素，例如，在经度和纬度上是5度间隔，高度上40公里间隔。在每个象素中（5°×5°×40km）电子密度被看成是不变的，而TEC则是穿过这些象素的无线电信号路径上电子浓度的累积。图1给出了电离层层析方法的一个示例。
图1 电离层层析方法示意图
这样，电离层电子浓度可以由下式来解算：
Ax=
B
其中，A A为代表信号路径长度的稀疏矩阵，可由电离层经验模型等先验信息构造；B为TEC，可由GPS双频观测值推算，x为未知的电子浓度。层析方法获取的电子浓度能够从时间和空间上（经度 - 纬度 - 高度）代表电离层的变化，而由电子浓度沿信号传播路径上的叠加所计算出来的TEC，则能较精确地给出成像区域内任何地点的电离层的延迟误差。
目前，电离层层析方法已经被应用于对电离层的3维乃至4维成像技术中。通过对电离层在全球范围内的多维成像，可进一步开发和加深电离层的理论研究和实验探索。本研究则使用这一先进技术，结合亚洲区域的地面GPS数据分布，研究可用于卫星导航增强系统中的电离层修正方法。
本文所使用的电离层层析技术是建立在MIDAS算法[7]的基础上，并对其进行了一定的修正，以适应于亚洲区域的特点。该软件主要使用沿地面GPS接收机到卫星的斜方向上的TEC作为主要输入数据，借助对电离层在水平和垂直方向的背景参数设立，以及对三维空间像素的设定，来对电子密度进行反演计算，从而获取垂直方向上的TEC数值。MIDAS的详细介绍可参阅文献 [8]，斜TEC数据是由双频载波观测值计算得来，并利用伪距平滑等手段来减少残余误差，而经典正交函数（EOF）被引入代表背景电离层在垂直方向上的分布。该方法既可用于地面数据密集区域，也可用于地面数据稀少区域，如南极地区，构建电离层图像[9]。
图2 东亚区域IGS 地面GPS接收机分布（红点为接收机位置，旁边4位字母为接收机代码）
由于东亚地区地面GPS接收机分布稀疏（如图2所示），层析算法中采用了低分辨率的大尺度间隔，分别在经、纬度上采用5度间隔，在高度上是40公里间隔，因此，只能反映扰动条件下的大尺度电离层结构变化。
3 事例分析与讨论
本文以2006年12月15日出现的一次电离层对剧烈磁暴的响应为例，来分析评估不同的电离层模型得出的电离层延迟误差。在GPS L1频率上电离层延迟1米相当于6 TEC单位（TECu），为了方便表述，本文统一用TECu来表示电离层延迟误差。图3给出了地磁指数Dst和3小时Kp在12月14-16日随时间的变化。可以看出，该地磁暴的初相出现在14日，而后随着Dst由正转向负值并且不断降低，在15日达到磁暴的主相峰值，其中Kp在15日00-03UT高达8.3，而Dst也几乎降到了-150nT，从这些数据可以看出该磁暴属于强烈等级。而电离层对于此次磁暴的响应，我们则借助GPS数据，分别采用薄壳模型和层析技术构建电离层TEC时空分布图，来加以分析。
图3 2006年12月14日至16日3小时Kp（左）和Dst（右）随时间变化
由该算法结合实际的GPS观测值，可生成如图4所示的不同时间段的东亚地区TEC分布图。图4左边2个图分别是在2006年12月14日0300 UT（平静）和15日0300 UT（扰动）由层析方法反演出
的TEC分布图，而右边2个图分别是在2006年12月14日0300 UT和15日0300 UT由薄壳模型推算的TEC分布图，本文对薄壳模型中电离层的高度设为400公里。
由图4 上下两组图对电离层平静状态和扰动状态下TEC分布图的比较可以看出，两种方法在相同时间段得出的TEC分布图十分相似。同平静状态下的TEC分布相比，两者都能够反映出电离层扰动时出现的较大TEC空间梯度。对应于这次地磁暴，在日本及我国中东部地区电离层出现了正暴效应，即TEC/电子密度同平静时期相比大幅度增大。以北京为例，在14日0300UT（即1100LT）TEC小于8TECu，而到15日0300UT 磁暴发生时电离层TEC则达到24TECu，是平静时期的3倍。而左右两组图的对比则表明层析TEC和薄壳TEC的分布图基本都代表了电离层在平静和扰动时的变化状态，只不过在数据分布上有一定的差距。下面我们利用CHAMP掩星独立的电离层TEC观测值以及经典的IRI模型TEC 数据来验证这两种方法推算的TEC数值。
图4 2006年12月14日0300UT和15日0300UT 东亚区域电离层TEC（TECu）分布图（左上：14日层析TEC；左下：15日层析TEC；右上：14日薄壳TEC；右下：15日薄壳TEC）。
图5 CHAMP LEO在2006年12月15日0759UT-0807UT在400公里高度上的TEC分布。
图5给出了低轨道卫星（LEO）CHAMP掩星在12月15日0759UT至0807UT穿越我国境内期间在400公里高度上测量的TEC变化，此时该掩星正由南（北纬20度）向北（北纬50度）穿越我国东部约120E经度区域。
图6 2006年12月15日0800UT沿120度经度TEC值随纬度的变化对比，其中兰星代表CHAMP TEC；
红圈代表层析TEC；黑星代表薄壳模型TEC；绿叉代表IRI模型TEC数值。
图6 给出了与图5中CHAMP TEC观测数据相应的时间和位置，15日0800UT沿120度经度，IRI 模型、薄壳模型和层析反演方法获取的TEC值随纬度的变化比较。这里我们选择CHAMP掩星在400
公里电离层高度投影最为接近120E经度的那颗GPS卫星观测到的TEC来代表CHAMP TEC。从图6
可以看出，CHAMP TEC在20°-47°N纬度范围内的空间梯度比其他3种方法得到的TEC较平缓，并且CHAMP掩星的电离层观测值分辨率要高于GPS地面数据，可用于反映电离层小尺度结构的变化。从大
尺度电离层变化来看，同CHAMP TEC相比，层析TEC的误差要小于薄壳TEC，但二者的变化趋势是
相近的。而IRI模型得到的TEC变化则随着纬度的升高，与CHAMP TEC的差距在增大，并且几乎在
所有纬度上都低于CHAMP TEC。
4 结论
电离层折射误差修正一般有两种途径：1）双频用户利用双频测距数值，可直接消除电离层的影响；
2)对于单频用户，利用广播电文中的八参数模型可部分消除电离层误差；但若要进一步提高定位精度，
则需要利用增强系统提供的电离层延迟参数进行修正。目前世界上卫星导航增强系统中电离层延迟修正
广泛采用的是网格 - 薄壳模型。该方法简单易行，便于操作，适用于电离层平静状态下和中纬度地区。但该方法存在几个缺陷，首先是折射函数有一定的局限性，不适合于低纬度地区，其次该方法在电离层
出现剧烈扰动情况下，如地磁暴引起的电离层异常变化，会出现较大的误差，这主要是由于电离层薄层
假设过于简单，单纯的把电离层用一个高度为400公里的薄层来表示。大量的研究数据显示，在电离层
暴的情况下，其F2区峰值高度会发生很大的变化，如高于400公里[10]，并且总电子含量会出现极大的
梯度，导致电子浓度的分布出现异常，薄壳模型使用的单一高度假设不准确，已不能代表电离层的异常
变化。而层析技术的提出正好弥补了薄壳模型的这些不足，它无需使用折射函数和单层薄壳的假设，就
可以在地面GPS数据覆盖区域内任何地点获取斜/垂直方向的TEC估算值，并且精度不会低于基于相同
地面数据覆盖的薄层模型。Meggs等人[11]在欧洲地区也进行过类似的比较，发现层析方法推算的TEC
数据精度要好于薄壳模型TEC估算值。
低密度的地面数据分布造成层析TEC图像分辨率降低，很大程度上需要依靠背景电离层模型来反演
电离层的变化趋势，因此在体现电离层真实分布的可靠性上就有所欠缺，也只能反映大尺度结构上的电离
层响应状态，而对于小尺度结构则需要高密度的地面卫星导航数据来支撑。同时，由于层析算法中缺少水
平方向上的观测值，以前只能借助经典背景电离层模型来弥补，但是随着更多掩星星座（如COSMIC）测
量数据的出现并被融合到层析算法中后，则可以在一定程度上改善电离层反演的精度。
参 考 文 献
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GPS电离层延迟改正模型 摘要:介绍目前常用的几种电离层延迟改正模型，主要包括Bent模型、国际参考电离层模型IRI、NeQuick模型、Klobuchar模型几种经验模型，并着重介绍了利用双频实测数据建立区域性电离层模型的方法。 关键词电离层，电离层延迟，电离层模型 Abstract: this paper introduces several kinds of currently used fur ionospheric delay correction model, mainly including Bent model, international reference the ionosphere model IRI, NeQuick model, Klobuchar model several experience model, and introduces mainly the measured data of the experiments to construct a regional ionosphere model method. Key words the ionosphere, the ionosphere delay, the ionosphere model 因电离层的变化错综复杂，我们现在无法完全清楚它对GPS观测的影响机理，但它不是没有规律可循的，根据我们已掌握的电离层特性，我们可以建立有效的电离层延迟改正模型。现有的电离层延迟改正模型主要有经验模型Bent 模型、IRI模型、NeQuick模型、Klobuchar模型及根据某一时期某一时段的实测数据建立起来的模型。本文将对经验模型做扼要的介绍，并着重对实测模型进行介绍和探讨。 一、经验模型 （一）、Bent模型 Bent模型是一种适合用于全球范围的经验模型，它能预算出电离层电子密度及电磁波因摩擦产生的延迟和方向变化。该模型计算电子密度随高度的变化并由此获得电磁波的传播距离，距离变化率和角的摩擦修正及总电子量。该模型的输入参数为日期、时间、测站的粗略位置、太阳辐射流量及太阳黑子数等。 （二）、国际参考电离层模型 1978年国际无线电科学联盟和空间研究委员会建立并公布了一个电离层经验模型——国际参考电离层模型（IRI1978）。该模型给出了1000km以下的电离
持续改进的整合管理研究 作者：未知文章来源：本站原创点击数：1240 更新时间：2006-9-27 14:49:59 一、持续改进的整合管理：对当前主流改进实践的一种超越 所谓持续改进的整合管理，就是基于多数企业常常为应付快速变化的超强竞争环境和增强整体竞争实力而同时实施多个改进项目的现实，通过挖掘拟付诸实施的各个改进项目之间的共性和紧密联系，在它们之间建立起一种相互补充、相互促进的强化关系，以突破单一改进活动的局限和某些人为分割的束缚，发挥各项持续改进活动的优势与协同效应，最终确保企业持续改进的整体效果最优的动态管理过程。 （一）对企业改进实践的再认识 自进入９０年代以来，持续改进已经成为任何谋求发展的企业的永恒主题。与企业竞争环境的快速变化和竞争强度的日益加剧相适应，诸如再造工程、全面质量管理、基于活动的成本管理、及时管理（ＪＩＴ）、时间管理、员工授权、标杆管理、精益制造和经济价值分析等有关改进的革新性管理思潮风靡全球，并逐渐成为企业改进实践的主流。但令人遗憾的是，大多数企业并未因此而获得预期的成功，许多持续改进的努力都以失败而告终，这在伊丽莎白·凯提恩（ＥｌｉｚａｂｅｔｈＫｅａｔｉｎｇ）等人于１９９９年所进行的相应研究中又一次得到了证实。那么，究竟是各种改进管理方法本身不科学，还是企业在实施持续改进项目时存在问题？显然，如果是各改进方法自身缺乏效率和效果，人们便很容易对上述现象作出解释，但来自实践的证据却并不支持这种解释。亨得里克（Ｈｅｎｄｒｉｃｋｓ Ｋ．）等人在１９９６年所做的实证研究进一步表明，荣获质量奖的公司往往具有较高的股东回报率。无独有偶，伊斯顿（Ｅａｓｔｏｎ）和扎莱尔（Ｊａｒｒｅｌｌ）于１９９８年在对美国最大的１０００家公众持股公司进行研究时也发现：那些实施了经过较好设计的质量改进项目的公司，在赢利性、股票价格和资产收益率等方面都要明显超过其竞争对手。同时，在企业持续改进的实践中，即使是那些成功地实施某种改进项目的企业也遇到了一系列复杂问题。例如，它们发现：即使仅仅是坚持以前成功实施过的改进项目也并非易事；更令人难以理解的是，成功的改进项目有时竟然会降低组织绩效、诱发裁员、降低士气甚至瓦解致力于持续改进的所有努力。
区域电离层建模 摘要：电离层延迟误差是GPS 定位中的一项重要误差源，自从2000年5月美国取消了SA 政策后，电离层延迟误差改正显得尤为重要。通常我们都是选取合适的模型来消除电离层，本文的目的就是系统性论述电离层常用模型，已经对某个特定区域进行TEC 建模的方法，并用数据进行了验证。 关键字：电离层；误差；TEC ；建模 引言 电离层是高度在60-1000km 间的大气层，当GPS 卫星所发射的信号穿过电离层时，其传播速度会发生变化，变化程度取决于电离层中的电子密度和信号频率，从而使得信号的传播时间' t ?乘上真空中的光速c 后所得到的距离' ρ不等于从信号源至接收机的几何距离ρ，其造成的误差一般在白天可达15m ，夜晚可达3m ；在天顶方向最大可达50m ，在水平方向最大可达150m ，因此必须对电离层延迟加以改正。 一、电离层介绍 电离层是一种含有较高密度电子的弥散性介质，电磁波在电离层中的传播速度G V 与群折射率G n 为： )28.401(2--== f N C n C v e G G 式中，e N 表示电子密度（电子数/3 m ），f 为信号的频率（Hz ），C 为真空中的光速。 在进行伪据测量时，P 码以群速度G V 在电离层中传播，若伪据测量中测得信号的传播时间为t ?，那么卫星值接收机的真正距离ρ为： ds N f C ds N f C t C dt V s e s e t G ???-=-?==?''2228 .4028 .40ρρ 由上式可以看出，电离层延迟的大小与电离层中的电子密度（TEC ），令 ?=s e dS N TEC
则我们称TEC 为总电子含量。它表示沿着卫星信号传播路径s 对电子密度e N 进行积分。由此可见电离层改正的大小主要取决于信号传播路径上电子总量和信号频率。 由公式可知，伪据测量中的电离层群延迟改正g )(ion ?为： TEC f G ion 2 4028 .0)()(- =?米 式中，TEC 以16 10个电子/3 m 为单位，信号频率f 以GHz 为单位，其电离层延迟改正分别为： TEC m TEC m L ion L ion 267286.0)()(162292.0)()(21=?=? 根据电离层特性，TEC 主要集中在电离层的F 层，他在300km~500km 达到最大值，因此我们假定F 层的某一个高度处，所有的自由电子大部分都集中在一个厚度为无限薄的球壳上，距离地面约为375km ，此即电离层单层模型SLM 。若把接收机和卫星连线与电离层壳层的交点成为穿刺点，那么就可以根据卫星和测站位置求得穿刺点IPP 的经纬度。 P 在天顶上的TEC 全部集中在P ’点上，从卫星S 到接收机R ，GPS 信号的电离层延迟都发生在P ’上，延迟大小取决于P ’处天顶方向的总电子含量VTEC 和信号方向在P ’处的天顶距。由几何关系可得： 'sec 28.402 z f VTEC d ion ± =? 测站中心以及穿刺点在地心的张角 )cos arcsin( 2 E H R R E PP +--= ψπ 其中R 为地球半径，E 为卫星高度角，H 为电离层单层的高度。则穿刺点的经纬度为： ) cos cos sin arcsin( )cos sin cos cos arcsin(sin PP PP PP PP PP PP A B A B L ?λ?ψ+=ψ+ψ= 对于双频伪据观测值，有 δ ρδ ρ+-=+-=TEC P TEC P 267286.02162292.01 式中，δ为卫星和接收机的的硬件延迟。
数据完整性持续改进及知识管理 Letter of the law versus the spirit of the law（法律条文与法律精神）的说法由来已久，当关注点在遵守法律条文而不是法律精神时，反映在行为上就只是遵从字面解释，而不在乎法律意图。相反，当关注点是法律精神而不是条文，由此产生的行为所反映的正是法律所意指，尽管不一定固守字面意思。 最近接连参加了两个数据完整性（data integrity, 国内最近考虑使用“数据可靠性”的提法）的会议，恰巧分别对应了法律条文与精神。前一个会议主要是从合规层面介绍如何满足监管机构在现场检查时对数据完整性的要求。后一个会议不单从应对合规检查上讨论，而是侧重于如何将数据完整性作为一种手段或工具对企业现状做诊断，完善质量管理体系。 本周ISPE/FDA/PQRI在美国马里兰州Bethesda召开会议，我们带回了国外产业和监管机构几点观察和思考： 如何基于数据完整性评估质量管理体系 如何走在监管部门之前，主动行动建立纠正预防计划 如何界定审计追踪的权责和程度 如何从知识管理的角度考虑数据完整性问题 基于数据完整性风险的质量体系评估 礼来公司Michael Rutherford博士指出，组织架构、规程和技术控制必须作为总体数据管理系统的一部分加以考虑： 质量管理体系中是否充分满足数据完整性要求？（具有足够的程序预防、监测、报告和解决数据完整性问题；正确地产生和审查数据的明确程序；对数据生命周期的正确控制）企业和质量文化要求得到充分满足？（追踪和趋势；操作问责；所有层级的管理问责）所有系统是否得到正确的确认/验证以确保数据完整性？（系统能够保证数据完整性；正确规定系统权限和安保；正确运用设计跟踪；实施恰当的数据生命周期管理过程）职责划分是否恰当？（利益冲突；管理权限；分享账号；正确定义用户组） 程序是否能够被正确地执行以确保数据完整性？ 自查、内审、第三方审计过程能否识别数据完整性风险？（是否存在监管机构检查员识别出的数据完整性风险而在评估和审计中没有发现？是否存在与数据完整性相关的系统性问题？
I C S47.020.70 U65 中华人民共和国国家标准 G B/T37019.3 2018 卫星导航地基增强系统播发接口规范 第3部分:调频频段数字音频广播 S p e c i f i c a t i o n f o r n a t i o n a l B e i D o u a u g m e n t a t i o n s y s t e md i s s e m i n a t i o n i n t e r f a c e P a r t3:D i g i t a l a u d i ob r o a d c a s t i n g i nF Mb a n d 2018-12-28发布2019-07-01实施 国家市场监督管理总局
目 次 前言Ⅲ 引言Ⅳ 1 范围1 2 规范性引用文件1 3 术语和定义1 4 缩略语1 5 播发接口2 5.1 概述2 5.2 播发流程3 5.3 接口协议3 5.4 接口要求4 6 数据产品4 6.1 分类4 6.2 封装6 附录A (资料性附录) 时间标签7 附录B (资料性附录) 数据产品报文封装C R C 模型8
前言 G B/T37019‘卫星导航地基增强系统播发接口规范“包括3个部分: 第1部分:移动通信网; 第2部分:中国移动多媒体广播; 第3部分:调频频段数字音频广播三 本部分为G B/T37019的第3部分三 本部分按照G B/T1.1 2009给出的规则起草三 本部分由中央军委装备发展部提出三 本部分由全国北斗卫星导航标准化技术委员会(S A C/T C544)归口三 本部分起草单位:中国兵器工业标准化研究所二北方信息控制研究院集团有限公司二北京华信泰科技股份有限公司二武汉大学二中国兵器科学研究院二北京广易数通科技有限公司二北京国广高科广电科技有限公司二北京泰美世纪科技有限公司三 本部分主要起草人:麦绿波二蒋国华二徐学永二张学清二梁昫二李显杰二楼浩宇二袁永强二王锦晨二施金金二孙永春二曹晓卫二闫文智二雷文二冯晓宁二宋亚飞二陈晓华三
ITU-R P.531-9建议书 卫星业务和系统设计中需要的 电离层传播数据和预测方法 （ITU-R 218/3号研究课题） （1978-1990-1992-1994-1997-1999-2001-2003-2005-2007年） 范围 ITU-R P.531建议书介绍了一种在0.1至12GHz频率范围内在地对空路径上评价电离层传播效应的方法。当信号通过电离层时，可能在地对空路径上发生以下效应： - 由于在路径上的地球磁场内电磁波与离子化媒质发生交互作用而导致的极化的旋转（法拉第旋转）；- 由于在路径上积累的总电子含量（TEC）而导致的信号成组延迟； - 由于电离层的小规模不规则结构而导致的幅度和相位的迅速变化（闪烁）； - 由于衍射而导致的到达方向的明显变化； - 由于非线性极化旋转和时延而导致的多普勒效应。 本建议书所述的数据和方法适用于在附件1所述的各有效范围内所进行的卫星系统规划工作。 国际电联无线电通信全会， 考虑到 a）电离层对至少12 GHz以下频率的传播有显著的影响； b）对3 GHz以下频率的非对地静止卫星轨道业务影响尤为显著； c）已经给出了经验数据和/或提出了建模方法，可用于预测卫星系统规划所需的电离层传播参数； d）电离层作用有可能影响综合业务数字网（ISDN）以及包括空间飞行器在内的其他无线电系统的设计和性能指标； e）已经发现这些数据和方法在传播现象自然变异性范围内可适用于卫星系统规划， 建议 1附件1中给出的数据和提出的方法在各自适用的范围内适用于规划卫星系统。
附件 1 1 引言 本附件涉及电离层传播对地—空路径的影响。从系统设计的角度来说，电离层效应可以归为以下几类： a）卫星移动业务（MSS）传输路径上积聚的电子总容量（TEC）渗透电离层可引起MSS载波的极化旋转（法拉第旋转）和信号时延，并且因为折射效应引起到达方向的变化； b）电离层的局部随机性，也就是通常所说的电离层不规则性，将进一步引起超量和随机的旋转以及信号时延，这些只能用随机术语进行描述； c）因为与旋转和时延相关的电子密度与频率的关系是非线性的，并且由于链路在局部不规则的电离层中的显著移入和移出产生的多普勒效应，a）和b）会进一步导致MSS载波的散射和群速度失真； d）此外，电离层的局部不规则性如聚焦或散焦的棱镜也会引起电波的会聚或发散。这些效应通常被称为闪烁，将引起MSS信号的幅度、相位和到达角的变化。 因为电离层物理特性复杂，上面提到的受电离层效应影响的系统参数不总是能用简单的分析公式简洁地表述。相关数据将以表格和/或图片的方式表达，并辅以进一步描述或限定性说明，在实际使用中这是最好的表述。 在考虑传播效应对3 GHz以下频率的MSS系统设计的影响时，必须认识到： e）与§f）和h）带来的影响相比，通常认为水汽现象对空—地传播路径的影响较小； f）自然表面或人为障碍物影响和/或在较低仰角情况下带来的近地表面多径效应通常比较严重； g）近地表面多径效应在各个地点的影响是不同的，因此在MSS系统设计中考虑全球范围内传播因素时，该效应不占主导地位； h）在全球范围内进行MSS系统设计时，电离层效应是需要考虑的最重要的传播因素。 2 背景 因太阳辐射而产生的地球电离层由几个离子化区域组成。从实际通信目的出发，电离层区域D、E、F 和电离区域顶端被认为有助于形成卫星和地面终端之间的TEC。 每个区域中的电离介质在空间上不均匀，在时间上也不稳定。一般而言，电离背景与有序的昼夜、季节和为期11年的太阳活动周期的更替相关，并且强烈依赖于地理位置和地磁活动。除电离背景之外，总是存在着被称为不规则性的高动态、小规模、非稳定的结构。电离背景和不规则性都将使无线电波恶化，进一步地还会使得折射率由频率决定，也即介质色散。
实时区域电离层TEC建模、预报及差分码偏差估计 畅鑫，张伟 武汉大学测绘学院，武汉430079 摘要: 电离层总电子含量（TEC）模型对于导航，精密定位以及其他相关应用有重要意义，能否有效地消除或减弱电离层延迟误差关系到众多单频GNSS接收机用户导航与定位的精度与可靠性。目前中国连续地面参考运行（CORS）系统的高速发展给实时精确建立区域电离层模型提供了条件。本文将使用电离层残差组合观测值和低阶球谐函数模型对区域电离层TEC建模，同时估计差分码偏差（DCBs）和VTEC。广域定位中，由于区域跨度大，观测站分布较稀疏，平均站间距较大，故选择欧洲均匀分布的14个IGS观测站将组成一个大型的CORS网，VTEC模型系数15分钟结算一次，差分码偏差一天结算一组结果。在与IGS分析中心CODE发布模型的对比中得出，差分码偏差的差值的平均值小于0.35 ns，RMS 小于0.2 ns，VTEC差值基本小于2TECU，作为预报的VTEC模型精度95%在1TECU内，在单频单点伪距静态定位中，较之CODE模型也有较大改善。 关键词: CORS；电离层；区域模型；预报；总电子含量；差分码硬件偏差 1 引言 电离层总电子含量（TEC）及其变化不但是电离层形态学研究的重要资料，也是精密定位、导航和电波科学中电离层改正的重要参数，在美国取消SA政策后，电离层延迟成为了影响定位和导航的最大误差源。在精密定位中，电离层的准确估计将更好的改正GNSS观测值，同时高精度的电离层估计对空间大气、地球观测等方面都有重要意义[1,2]。IGS于1998年采用Schaer[3]等提出的电离层总电子含量数据交换格式文件IONEX，同年成立IGS电离层工作组发布了全球电离层图（GIM），提供卫星和接收机频率间码延迟偏差DCB信息。Gao Y.[1]等对二维单层模型和三维层析模型进行了对比分析。萧佐[4]对电离层模型进行了系统的分类，将电离层模型分为统计、经验及物理等几种。Schaer[5]结合CODE分析中心的全球电离层模型对利用GPS技术探测电离层理论进行了详细介绍。GPS电离层探测技术可以反演电离层变化，对电离层物理特性及其观测进行研究。张小红、李征航等[6]人对利用双频GPS观测数据建立电离层延迟模型进行了深入研究。袁运斌，欧吉坤[7]利用GPS研究了电离层延迟及电子浓度变化的规律。章红平[8]着重对利用地基GPS 进行电离层模型建立、数据分析处理，电离层时空变化的监测进行了研究。 GPS差分码偏差（Difference Code Bias，DCB）包括卫星端和接收机端差分码偏差，是指同时刻同频率或不同频率不同伪距码观测量之间的时间偏差。DCB是一个相对量，根据接收机的不同，可分为P1码/P2码、P1码/C1码及C1码/P2码等。差分码偏差直接影响C1码、P1码及P2码相对测量精度，该参数的精密确定对提高GPS精密单点定位精度、GPS时间同步精度以及GPS电离层监测精度等具有重要作用[9]。 近年来，随着我国CORS的迅猛发展，如何利用区域CORS数据高精度实时电离层模型，尤其是针对广域定位，观测站分布稀疏，站间距较大的情况下，准确消去电离层影响对提高单频接收机定位精度具有重要应用价值。本文将研究基于P4（电离层残差）组合，将卫星端和接收机端DCB作为参数参于球谐函数区域电离层建模的方法，准确估计区域电离层模型及DCBs，并探讨使用较短时间间隔确定的VTEC模型作为后一时段的预报模型的精度与可靠性，采用单频单点伪距静态定位检验其效果。 2 GPS电离层探测方法 电离层是由电离化的等离子体等组成的距地球表面50-2000km的大气层区域。根据电子密度可以分为高度不同的层，一般在350km电子密度达到峰值。对于二维电离层模型，一般采用薄壳模型，如图1将整个电离层压缩成一个高度为H没有厚度的薄壳[10]，以总电子含量TEC描述其性质，TEC是底面积为1m2的贯穿整个电离层的柱体中的自由电子数，通常用TECU（1 TECU=1016 Ne/m2）表示。
全球四大卫星定位系统 一．GPS系统（美国） 二．北斗系统（中国） 三．GLONASS系统（俄罗斯） 四．伽利略卫星导航系统（欧盟） GPS系统（美国） GPS系统是美国从上世纪70年代开始研制，历时20年，耗资近200亿美元，于1994年全面建成的新一代卫星导航与定位系统。GPS利用导航卫星进行测时和测距，具有在海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力。它是继阿波罗登月计划、航天飞机后的美国第三大航天工程。如今，GPS已经成为当今世界上最实用，也是应用最广泛的全球精密导航、指挥和调度系统。 GPS系统概述GPS系统由空间部分、地面测控部分和用户设备三部分组成。 （1）空间部分GPS系统的空间部分由空间GPS卫星星座组成。 （2）控制部分控制部分包括地球上所有监测与控制卫星的设施。 （3）用户部分GPS用户部分包括GPS接收机和用户团体。 主要功能： 导航 测量 授时
标准：全球定位系统(GPS)测量规范GB/T 18314-2001 Specifications for global positioning system (GPS) surveys 种类： GPS卫星接收机种类很多，根据型号分为测地型、全站型、定时型、手持型、集成型；根据用途分为车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式。 北斗卫星导航系统 中国北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System， 统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。 段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户 度0.2米/秒，授时精度10纳秒。 系统构成 北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨 道卫星组成，中国计划2012年左右，“北斗”系统将覆盖亚太地区，
简单对比全球四大卫星导航系统 2011年12月27日，对于中国的高精度测绘定位领域来说是一个不平凡的日子，中国北斗卫星导航系统(CNSS)正式向中国及周边地区提供连续的导航定位和授时服务，这是世界上第三个投入运行的卫星导航系统。 在此之前，美国的全球定位系统(GPS)和俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)早在上世纪90年代就已经建成并投入运行。与此同时，欧盟也在打造自己的卫星导航系统——“伽利略”计划。 那么，这四大卫星导航系统之间到底有着怎么样的区别和联系呢？下面，就让我们来逐个分析一下，通过四大卫星导航系统的优劣分析，给大家一个较为明显的概念。 四大卫星导航系统各有优势，详情如下： GPS：成熟 GPS，作为大家最为熟悉的定位导航系统，她最大的特点就是技术方面最为成熟。 美国“全球定位系统”（GPS），是目前世界上应用最广泛、也是技术最成熟的导航定位系统。GPS空间部分目前共有30颗、4种型号的导航卫星。1994年3月，由24颗卫
星组成的导航“星座”部署完毕，标志着GPS正式建成。 中国北斗：互动开放 北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。目前市面上定位导航仪器公司如国外的天宝、拓普康，国内的华测导航等都已支持北斗卫星导航定位系统。 欧盟伽利略：精准 伽利略定位系统是欧盟一个正在建造中的卫星定位系统，有“欧洲版GPS”之称。伽利略定位系统总共发射30颗卫星，其中27颗卫星为工作卫星，3颗为候补卫星。该系统除了30颗中高度圆轨道卫星外，还有2个地面控制中心。 俄罗斯格洛纳斯：抗干扰能力强 早在美苏冷战时期，美国和苏联就各项技术特别是空间技术方面争锋相对，在美国GPS技术遍布全国的同时，苏联也没闲着，一直忙于研发自己的全球导航定位系统。俄罗斯的这套格洛纳斯系统便是其不断努力的结果。格洛纳斯由24颗卫星组成，也是由军方负责研制和控制的军民两用导航定
2.4.2格网电离层模型 广域增强系统(WAAS)是由美国航空航天局为提高GPS 卫星导航系统在本地区的位置服务精度与可靠性而提出并且成功实施运行的系统，WAAS 建议采用格网电离层模型，其能够为单频接收机用户提供大范围、实时与精确的电离层延迟误差改正。 WAAS 把复杂的电离层视为距离地面约350公里的薄层，并把它作为地面站点及用户接收机共同的参考面。并将电离层参考面按55?的间隔划分成大量的网格单元。在广域增强系统的覆盖范围内分布着一定数目的基准观测站以及一个主控站，各基准观测站根据观测到的GPS 资料，实时地分离出卫星和接收机的仪器偏差与电离层延迟数据，然后提取出各电离层穿刺点处的精确垂向电离层延迟数据信息；主控站整合网络覆盖区域内所有观测基准站所有可视卫星的电离层穿刺点处的精确电离层TEC 信息，并通过一定的算法计算出电离层参考面上所有网格结点处的电离层垂向总电子含量(VTEC)，建立覆盖整个网络服务区的电离层格网模型，并分析格网模型的模型精度；主控站再将所有网格结点的电离层延迟数据以一定格式生成电文经由GEO 卫星播发给服务区域内的用户，用户接收机首先计算各可视卫星穿刺点的位置坐标，根据各穿刺点落入的网格单元所对应的GEO 卫星播发的格网点电离层延迟信息，按照一定算法解算出各可视卫星伪距观测中的电离层延迟误差量[26,36-37]。 （1）网格结点电离层的解算[38] 广域增强系统主控站首先接收其网络覆盖区域内的所有观测基准站发送的实时电离层延迟误差信息，其中包括所有基准站可视卫星电离层穿刺点的位置坐标及各穿刺点的电离层VTEC 信息，然后采用距离反比例加权算法解算出WAAS 整个网络覆盖区域内的所有网格结点的VTEC 值。 距离反比例加权法是基于空间相关性原理而来的，根据距离的远近赋予不同的权重系数，即所测穿刺点距离该格点越近权重值越大，越远权重值越小，然后整合相应格网点周围四个网格内的穿刺点VTEC 信息来估算出网格结点的垂直电离层延迟误差, 如图2.1。计算公式如下： 111/00i n n ion ij j i i ij ij ion i ion ij D d DR d d D D d ==?<
卫星导航区域增强系统的应用与发展 徐桢，刘强 （北京航空航天大学电子信息工程学院北京 100083） 摘要：卫星导航增强系统的主要目的是提高卫星导航系统定位精度、完好性和增强服务区域。本文详细阐述了国内外现有的广域和局域增强系统的特点。瞄准区域卫星导航增强系统发展方向和实现我国卫星导航增强系统跨越式发展的需要，提出了适合较大地理分布范围内高性能卫星导航增强技术的发展可行方法。 关键词：卫星导航；区域增强；多模式 Development and Applications of Satellite Navigation Regional Augmentation Systems Zhen Xu，Qiang Liu （School of Electronics and Information Engineering, Beihang University, Beijing, 100083） Abstract: The main goal of the satellite navigation augmentation system is to improve accuracy and integrity of the satellite navigation systems. It also provides better regional service. In this paper, the features of the existing wide-area and local-area augmentation systems are described. Aim at the development intention of the satellite navigation regional augmentation systems and the demands to realize the system of our own country, some high performance satellite navigation augmentation techniques for wider regions are presented. Key words: Satellite Navigation; Regional Augmentation; Multi-Mode 1引言 卫星导航系统以其实时、高精度的特性使飞机在飞行过程中能够连续、准确地定位，可以降低航路宽度和高度间隔、减少飞行时间、增加飞行密度、提高空域利用率，从而可以降低飞机对地面无线电导航设备的依赖，使飞机航路不再受地面建台与否的限制；可以不再新建地面导航设施，减少对地面导航设施的维护费用；可实现真正意义上的航路设计任意性，达到“自由飞行”的最高飞行境界。 随着上个世纪90年代美国GPS（Global Positioning System）和俄罗斯GLONASS（Global Navigation Satellite System）卫星导航系统建立以来，卫星导航广泛应用于国家安全以及国民经济的各个方面。但对于一些应用领域来说，卫星导航系统在定位精度、可用性、完好性方面还是无法满足一些高端用户的使用需求。例如，它无法满足航空领域在所有飞行阶段对导航系统的严格要求，尤其使精度和可靠性要求极高的精密进近和着陆阶段。为此,相继出现了卫星导航系统增强技术。因此，美国、欧盟、我国及日本等国家已经或即将建设卫星导航的广域增强系统，如美国的WAAS(Wide Area Augmentation System)系统及欧盟的EGNOS（European Geostationary Navigation Overlay Service），能够较大程度提高导航性能。然而，在一些特殊领域其性能还有一定的差距，在火车导航自动驾驶、防撞等方面还不能完全满足要求。对于地理覆盖范围较小的卫星导航应用，美国等国家建设了局域增强系统，可覆盖半径50公里左右的区域，精度可以达到1米以下，较大增强了局域的卫星导航性能。 然而，对于特殊的应用领域，如内河航道的船舶导航，沿海港口及其附近的精确导航，铁路交通的导航服务及自动驾驶，集装箱精确定位，精准农业等，即要达到1-2米的导航精度和较高的完 作者简介：徐桢（1975－），女，陕西，博士，讲师，主要研究兴趣：Ad-Hoc网络，无线传感器网络，卫星导航
全球四大卫星导航系统 美国GPS系统 目前世界使用最多的全球卫星导航定位系统是美国的GPS系统。它是世界上第一个成熟、可供全民使用的全球卫星定位导航系统。该系统由28颗中高轨道卫星组成，其中4颗为备用星，均匀分布在距离地面约20000千米的6个倾斜轨道上。 俄罗斯格洛纳斯系统 格洛纳斯是前苏联国防部于20世纪80年代初开始建设的全球卫星导航系统，从某种意义上来说是冷战的产物。该系统耗资30多亿美元，于1995年投入使用，现在由俄罗斯联邦航天局管理。格洛纳斯是继GPS之后第2个军民两用的全球卫星导航系统。 欧洲伽利略系统 伽利略系统是欧空局与欧盟在1999年合作启动的，该系统民用信号精度最高可达1米。 计划中的伽利略系统由30颗卫星组成。2005年12月28日，首颗实验卫星Glove-A发射成功，第2颗实验卫星Glove-B在2007年4月27日由俄罗斯联盟号运载火箭于哈萨克斯坦的拜科努尔基地发射升空。 中国北斗系统 北斗全球卫星定位导航系统由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，提供开放服务和授权服务两种模式。根据系统建设总体规划，2020年左右，建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。 2011年4月10日，我国成功发射第八颗北斗导航卫星，标志着北斗区域卫星导航系统的基本系统建设完成，我国自主卫星导航系统建设进入新的发展阶段。从当初的“最高机密”，到今日向民用市场推广，北斗计划已经走过了20多年。曾经的主力科学家已经成了白发苍苍的院士，北斗系统的理论创始人也已经故去。4月10日4时47分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将第八颗北斗导航卫星送入太空预定转移轨道。这是一颗倾斜地球同步轨道卫星。这颗卫星将与2010年发射的5颗导航卫星共同组成“3+3”基本系统(即3颗GEO卫星加上3颗IGSO卫星)，经一段时间在轨验证和系统联调后，将具备向我国大部分地区提供初始服务条件。今明两年，我国还将陆续发射多颗组网导航卫星，完成北斗区域卫星导航系统建设，满足测绘、渔业、交通运输、气象、电信、水利等行业，以及大众用户的应用需求。 中国卫星导航系统管理办公室负责人冉承其介绍，目前，北斗卫星导航系统正按照“三步走”发展战略稳步推进第一步，2003年建成北斗导航试验系统。系统由三颗地球同步静止轨道卫星和地面系统组成，可为我国及周边地区的中、低动态用户提供定位、短报文通信和授时服务，已应用于水利、渔业、交通、救援等国民经济领域，经济和社会效益显著。第二步，2012年左右，将建成由10余颗卫星组成的北斗区域卫星导航系统，具备覆盖亚太地区的服务能力，采用无源定位体制，具有定位、导航、授时以及短报文通信功能。第三步，2020年左右，建成由30余颗卫星组成，覆盖全球的北斗全球卫星导航系统，系统性能达到同期国际先进水平。 北斗卫星导航系统除了能够提供高精度、高可靠的定位、导航和授时服务，还保留了北斗卫星导航试验系统的短报文通信、差分服务和完好性服务特色，是我国经济社会发展不可或缺的重大空间信息基础设施。
电离层模型精度比较 巩岩，韩保民 （山东理工大学建筑工程学院，山东淄博255049） 摘要：为了更好的进行电离层延迟改正，使用了常用电离层模型NeQuick模型和IRI 模型，随机选取某几天的某几个时刻进行数据处理，将得到的结果与IGS分析中心结果进行比较。结果表明，用不同的模型得到的TEC值不一样，精度不同，其中的精度更高。 关键字：NeQuick模型；IRI模型；TEC 众所周知，电离层是围绕地球的一层离子化的大气，它的电子密度、稳定程度和厚度等都在不断变化着，这些变化主要是受太阳活动的影响。太阳发生质量喷发时，可产生数以百万吨计的物质磁云飞入空间，当这些磁云到达地球电离层时，就会使电离层的电子密度发生很大变化，产生所谓的电离层暴，造成严峻的空间天气状况，严重时可以中断无线电通信系统和损害地球轨道卫星（如通信卫星）。当GPS信号传播到地球或低轨飞行器时，必须穿透电离层，此时就会产生路径延迟（等价于相应的延迟），而电离层延迟误差是GPS定位中的一项重要误差源，特别是2000年5月美国政府宣布取消了SA政策以后，电离层延迟被认为是影响GPS定位精度的最大误差源。因此对电离层活动的监测和预报，或许可以给出早期的预警信息，以便及时保护贵重的通信卫星，揭示太阳和电离层中某些现象发生的规律性，以及了解地球磁场及其他圈层变化和相互作用的规律。 1电离层模型方法与原理 电离层活动的监测很难建立完善的理论预报模型，目前大都采用统计规律及经验模型做预报，但准确率不高。电离层TEC的长期预报模式大致分两类，一种是利用NeQuick模型预测的电子密度计算TEC，二是利用IRI模型预测的电离层剖面计算电离层TEC。 1.1NeQuick模型 NeQuick模型是由意大利萨拉姆国际理论物理中心的高空物理和电波传播实验(ARPL OICTP, Trieste)与奥地利格拉茨大学的地球物理、气象和天体物理研究所(IGAM,U2niversity of Graz) 联合研究得到的新电离层模型, 该模型已经在欧空局EGNOS项目中使用, 并建议Galileo系统的单频用户采纳来修正电离层延迟。 NeQuick模型不仅可以计算任意点的垂直方向电子总含量和斜距方向上电子总含量，也可以用参数NmF2(F2层的电子密度)和hmF2(F2层峰值的高度)来表示给定时间和位置的电子浓度，从而得到电离层的垂直电子剖面图。该模型提供一种描述三维电离层图像新方法。在计算高度100km到hmF2电子浓度时，模型使用欧盟科技合作项目COST238和COST251中表示Ep stein层的DGR公式(Radicella and Leitinger, 2001)。这些参数值是时间和位置的函数，可以在国际电信联盟无线电部(ITUOR)的数据库中得到，该数据库提供各种参数的月平均值。 标准NeQuick模型在输入月份、地理纬度和经度、高程和协调世界时以后，可以给出卫星信号到接收机传播路径总电子含量或者是卫星与卫星之间总电子含量以及给出高度能到20000km的电离层垂直剖面图。模型同时还需要太阳活动参数： R12 (太阳黑子数每月平均
管理案例开发教学与评价的持续改进模型研究 摘要：实施案例教学是MBA教学的一大特色，一般包括案例开发、案例教学和案例评价三大环节。但目前国内的MBA案例教学实施情况并不理想，随着近几年国内案例研究工作进程的加快，在借鉴国内外先进经验的基础上，设计了从案例开发开始，到案例教学，再到案例评价的持续改进模型，并对模型的实施进行了详细的阐述。 关键词：案例开发案例教学案例评价持续改进 从国内外的发展现状和趋势来看，MBA教育普遍采用以案例教学为主的教学模式，符合其培养实用性的管理人才而不是理论型的学术人才的最终目标，也符合社会的实际需要，在很多国际著名的商学院都取得了巨大的成功，最典型的就是美国哈佛大学商学院和加拿大安大略大学毅伟商学院。但由于我国的案例教学起步较晚、案例开发投入不足、案例数量少、案例质量不高、案例教学经验缺乏等原因，使得目前我国MBA培养院校的案例教学效果大打折扣。基于此，本文将在总结案例开发、案例教学以及案例管理工作的基础上，设计提出管理案例开发、教学与评价的持续改进模型及其实施策略，以期为提升我国案例管理工作水平做出一定的贡献。
1.现状分析与综述 首先，在案例开发与案例研究方面，典型的有：欧阳桃花等（2008）以海尔集团的一系列部门经理为典型案例总结提炼的中国企业产品创新管理模式[1]；毛基业等（2008）阐述了如何改善和提高案例研究的规范性问题[2]；苏敬勤等（2012）运用探索性多案例法研究了企业外部取向管理创新的决策机理[3]；王淑娟（2012）通过对第三届“百篇优秀教学案例评选”活动的总结和案例评选情况分析，提出了诸多强化教学案例撰写的建议和意见[4]等。 其次，在案例教学方面，典型的有：周英男等（2008）针对案例教学中存在的问题，提出了基于建构主义理论的“支架式”案例教学模式[5]；黄劲松（2009）也在建构主义学习理论的指导下，提出了完整的工商管理硕士（MBA）案例教学模式，设计了知识主题设定、案例情境创建、案例问题确定、自主学习、协作学习和学习效果评价六个MBA案例教学步骤[6]；郭霖（2011）通过对122位MBA学员的问卷调查结果，研究了学员自评和互评对改善MBA案例教学中学员课堂表现的效果[7]等。 再次，在案例评价方面，李斌（2007）从一般案例教学过程的课前、课中和课后三个阶段着手，研究了教师和学生
编者按:卫星导航系统发展至今,因其全球性、连续性、实时性、全天候和高精度的特点, 已经广泛应用于陆地、海洋、天空和太空的各类军事及民用领域中,成为目前最常用的导航定位 技术。因此,受到了世界各国的极大重视,成为继互联网、移动通信之后发展最快的信息产业之 一。作为一种重要的国家信息基础设施,美国、俄罗斯、欧盟都不惜投入巨资建设卫星导航系统。 目前,美国GPS 、俄罗斯的全球导航卫星系统(GLONA SS )和中国的“北斗一号”卫星导航系 统均已投入商业运行。由中国和欧洲15国共同参与的欧洲民用卫星导航“伽利略计划”以及中 国的“北斗二号”也在积极推进中。 作为无线电导航技术之一,卫星导航技术已经广泛应用于现代军事斗争的许多领域,极大地 提高了部队的整体作战能力,是取得现代信息战争主导权的重要手段之一。因此,我们开设关于 卫星导航技术专题讲座,向通信工程技术人员、研究生和高年级本科生介绍卫星导航技术的原理 及有关知识,希以达到拓宽知识面,共同推动卫星导航技术的发展和应用,并加强卫星导航与通 信结合应用研究的目的。本讲座内容涉及卫星导航系统应用现状及发展简史、系统组成、工作原 理,介绍卫星导航中的增强技术、组合导航技术、高灵敏接收技术及A 2GN SS 技术等。 卫星导航技术专题讲座(一) 第1讲 卫星导航技术与应用的发展 Ξ 吕 晶,李广侠,于 永 (解放军理工大学通信工程学院训练部,江苏南京210007)摘 要:文中介绍了卫星导航的发展简史,阐述了卫星导航在民事和军事中的应用,并总结了卫星导航的技术 发展。 关键词:卫星导航;应用;技术发展 中图分类号:TN 967.1文献标识码:A 文章编号:CN 3221289(2009)0320095205 D e ve lopm e nt of GNS S Te chnique s a nd A pp lica tions L V J ing ,L I Guang 2x ia ,YU Y ong (T raining D epantm ent I CE ,PLAU ST ,N anjing 210007,Ch ina ) A bs tra c t :T he h isto ry of GN SS w as in troduced firstly .T hen the app licati on s in civil and m ilitary w ere discu ssed and the developm en t of its techn iques w as summ arized . Ke y w o rds :GN SS ;app licati on s ;developm en t of techn iques 导航是一种技术与方法的总称,它的最基本的作用是将运载体(飞机、车辆、舰船及人员)从起始点沿着所选定的路线安全、准确、准时地导引到目的地。在这个过程中,确定运载体的几何位置(即定位)是基础。 第30卷第3期 2009年9月军 事 通 信 技 术Journal of M ilitary Comm unicati ons T echno logy V o l .30N o.3Sep.2009 Ξ收稿日期:2009204229;修回日期:2009206210 作者简介:吕晶(19652),男,教授.