Оценка эффективности моделей ионосферы для коррекции одночастотного координатного решения при позиционировании по ГНСС

В настоящее время большинство пользователей глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) используют одночастотное оборудование для оценки своих координат. Поскольку распространение радиосигнала ГНСС через ионосферу приводит к его задержке, одночастотные координатные измерения требуют регулярной коррекции для устранения возникающей вследствие этого ошибки в оценке дальности. Существует ряд моделей, разработанных для учета влияния ионосферы и соответствующей корректировки навигационных измерений. Точность моделей может значительно различаться в зависимости от сезона, местного времени, широты и геофизических условий. В работе мы анализируем точность работы четырех моделей: модели Клобучара (GPS) [1], модели ГЛОНАСС [2], модели BeiDou (BDGIM) [3], а также модели GEMTEC [4]. Точность моделей оценивается исходя из значений полного электронного содержания (ПЭС), которые они предоставляют. В исследовании мы также оцениваем эффективность каждой модели на основе величины ошибки окончательного координатного решения методом одночастотного позиционирования с коррекцией по данной модели. Мы использовали данные станций ГНСС в разных широтных регионах. Для получения актуальной статистики был обработан набор данных за длительный период времени. Координаты вычислялись как стандартное итеративное одночастотное решение на основе несглаженных псевдодальностей по C/A коду. Показано, что ухудшение решения с применением поправки чаще происходит в приполярных областях, а реже - в экваториальных. Поэтому ионосферная поправка для точного определения местоположения наиболее актуальна на экваториальных широтах. Например, применение модели Клобучара приводит к увеличению ошибки позиционирования в горизонтальной плоскости более чем в 40% случаев в средних и высоких широтах и только в ~ 20% в низких широтах. Наилучшие характеристики коррекции выявлены для моделей BDGIM и GEMTEC как для условий низкой, так и для высокой солнечной активности. Наименьшее отклонение ПЭС от экспериментальных данных также достигается при использовании этих двух моделей.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и Правительства Иркутской области в рамках проекта № 20-45-383010 и частично при поддержке Иркутского государственного университета, индивидуальный исследовательский грант № 091-21-304.