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单点定位是GNSS常用的定位技术,电离层延迟则是单点定位中最重要的误差源之一。在单频单点定位中,电离层延迟改正模型的精度直接影响到单频单点定位的精度以及单频精密单点定位的收敛;在双频单点定位中,无电离层组合会带来噪声以及其他未被模型化的误差放大。论文围绕不同电离层模型在定位中的适用性进行分析;对GIMs格网模型的预测方法与应用展开研究;同时还提出具有降噪优势的弱电离层组合模型,并结合BDS/GPS在不同观测环境和状态下的实测数据进行定位效果验证与评估。本文主要研究内容和结论如下:1.对比不同分析中心的GIMs产品在多个测站的单频SPP定位结果,验证了GIMs格网改正下的单频SPP定位精度普遍高于双频SPP定位结果,同时还发现GIMs格网数据存在区域异常现象,会导致单频SPP定位精度低于双频SPP;分别在无异常测站和有异常测站进行GIMs电离层改正的单频PPP定位实验,根据所得定位结果可知IGS与CODE的GIMs产品的稳定性好,定位精度较高。说明了在模型适用区域,GIMs数据作为基准用以比较广播电离层模型精度的合理性。2.结合理论公式和定位实验分析了BDS/GPS Klobuchar模型在时空域内的不适用性,指出Klobuchar的夜间常值模型在太阳活动高峰年间与格网模型存在极大的偏差;通过参数计算,发现Klobuchar模型的振幅在高纬度地区会出现负相异常,与模型假设相矛盾。3.研究了第三代北斗全球卫星导航系统的电离层模型BDGIM,根据事后数据拟合的9个球谐参数计算VTEC序列,得到与CODE发布的低阶球谐系数相一致的结果,验证了BDGIM模型相对于BDS/GPS Klobuchar模型的优越性;将BDS3试验卫星实际播发参数用于VTEC序列计算,发现在部分纬度区域内与GIMs格网数值差距较大,分析认为试验卫星在播发电离层参数到用户端的过程中,存在一定的截断误差,从而造成依据广播参数在部分纬度区域计算得到的电离层VTEC与GIMs基准值之间存在较大的偏差。4.研究了ARIMA模型及其预测理论与方法,并对长序列GIMs格网数据进行预测。统计2006-2015年间不同预测步长下的预测精度,发现预测误差会随着预测步长的增加而增大,且在不同太阳活动时期,预测精度的差异较大,但在不同电离层活跃时期,GIMs预报产品精度均能保证优于Klobuchar模型;此外,本文选用电离层预报值作为参考背景值来改进传统的异常探测方法,并对电离层格网数据异常区域进行探测与标记,与传统异常探测方法相比,改进后的方法对GIMs数据异常检测的准确率更高。5.针对双频无电离层组合会放大噪声这一问题,本文提出可以兼顾噪声与电离层延迟改正的弱电离层组合模型。结合BDS/GPS实测数据,遍历不同组合下的SPP定位实验,证实GPS系统存在码伪距最优弱电离层组合;而在BDS系统中,由于星端多路径、广播星历中TGD参数改正等因素的影响,码伪距弱电离层组合无法提高BDS SPP的三维定位精度;在静态PPP定位实验中,验证了在GPS系统中,码伪距与载波相位弱电离层组合可以同时带来收敛速度与收敛精度的提高;在BDS系统中,载波弱电离层组合可以对收敛后的三维定位精度显著提高;结合海上船载的实时数据进行动态单点定位实验,验证了GPS弱电离层组合PPP,在动态定位精度与收敛时间两个方面均有显著提升;而受限于观测时段长度,弱电离层组合对BDS动态PPP的定位提升效果并不明显。