CN117130014B - 一种高精度区域电离层星间单差模型建立方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度区域电离层星间单差模型建立方法及系统，根据收集到的基站接收机历史观测数据，计算观测到卫星的垂向电离层延迟和穿刺点坐标组成数据集；分析数据集中一定时间段内的卫星穿刺点轨迹，选取与其他卫星穿刺点轨迹交点最多的卫星作为参考卫星；分析参考卫星与其他卫星穿刺点轨迹相交情况，根据不同情况选择对应的校正方法对其他卫星整个观测时段的电离层延迟值进行校正；实时计算当天观测数据的卫星穿刺点坐标和穿刺点处的电离层延迟值，将其加入测站数据集中，根据穿刺点轨迹交点数量判断是否需要更新参考卫星，并对其他卫星电离层延迟值进行校正。本发明提出的星间单差模型可以得到更高精度的、实时的电离层星间单差结果。
Description
技术领域
本发明属于电离层监测与建模技术领域，具体涉及一种高精度区域电离层星间单差模型建立方法及系统。
背景技术
在进行GNSS定位过程中，卫星信号穿越电离层产生的误差是制约定位精度以及定位收敛时间的一大重要因素，因此一个精确的电离层模型可以为定位解算滤波过程提供更准确的电离层初值和权值，进而提高开机定位精度以及缩短定位收敛时间。从GNSS系统开始运行至今，学者提出了不同的电离层模型，包括应用于广播星历中的Klobuchar模型和NeQuick模型、基于历史统计数据和物理模型构建的IRI模型族、基于观测数据建立的球谐函数拟合格网模型等，上述模型从电离层的物理变化规律、分布特性、时域变化特性等方面对电离层进行了描述。但是由于电离层短时间复杂多变，在全球不同区域体现出不同的特性，偶有磁暴或电离层闪烁现象将会导致模型无法适配当地情况、精度相对较低、无法满足快速实时高精度定位的需求。
对精密单点定位（PPP）辅以对流层以及电离层约束即为PPP-RTK，其是利用高精度的大气约束来最大限度的削弱相关误差，提高定位精度。在对电离层进行削弱过程中，一般使用约束星间单差电离层的方法，即假设同一时刻待求卫星和参考星的电离层延迟差为模型给定值，通过此方式来提高约束精度，更好的减少电离层误差对解算结果的影响。现有的电离层模型建立时使用的为实测数据，通过拟合建立数学模型，或者使用历史数据，统计其分布规律和时间变化规律建立经验统计模型，以上两种模型建立方法仅能反应电离层在大区域的变化特性，无法体现电离层的细微变化情况，同时，以上两种模型提供的电离层结果为卫星穿刺点处的电离层延迟，在定位解算中模型提供的卫星电离层延迟将会进一步与参考卫星的电离层延迟作差来得到星间单差结果，此种方法将不可避免的将建模过程中的误差放大后带入电离层约束方程。在计算电离层模型过程中，由于电离层延迟与硬件延迟无法分离，导致电离层约束中带有卫星硬件延迟误差。基于以上缺点，本发明通过直接建立近实时的星间单差电离层模型来提高解算过程中的电离层约束精度，避免其他误差对解算过程造成污染，提高解算精度和收敛速度。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种高精度区域电离层星间单差模型建立方法及系统，通过收集测站上空电离层变化情况，以某一颗卫星为基准，基于轨迹交叉点处电离层延迟相近的假设构建星间单差模型，为PPP解算及模糊度固定提供高精度参考值，进而提高解算精度和收敛速度。
为了实现上述目的，本发明提供一种高精度区域电离层星间单差模型建立方法，包括以下步骤：
步骤1，收集基站接收机的历史观测数据，并计算观测到卫星的垂向电离层延迟和穿刺点坐标，构成数据集；
步骤2，分析数据集中一定时间段内的卫星穿刺点轨迹，选取与其他卫星穿刺点轨迹交点最多的卫星作为参考卫星；
步骤3，分析参考卫星与其他卫星穿刺点轨迹相交情况，若没有出现卫星轨迹接连相交成环，则计算该时间段内其他卫星与参考卫星在轨迹交点处的电离层延迟差值，并利用该电离层延迟差值对其他卫星该时间段内其他位置处的电离层延迟值进行校正；若出现卫星轨迹接连相交成环，需对组成环的多个卫星穿刺点轨迹进行平差处理，获得相对误差最小的电离层延迟差值组，然后使用该组平差结果对其他位置处的电离层延迟值进行校正；
步骤4，计算当天实时观测数据的卫星穿刺点坐标和穿刺点处的电离层延迟值，将其加入步骤2分析的卫星穿刺点轨迹中，根据穿刺点轨迹交点数量判断是否需要更新参考卫星，并执行步骤3中操作实现对卫星电离层延迟值的校正。
而且，所述步骤1中收集当前测站的历史观测文件和卫星星历，并计算卫星穿刺点坐标（和/>），即：
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
式中，为卫星天顶距，/>表示圆周率，El为卫星高度角，/>和/>为辅助计算符号，为地球半径，H为穿刺点高度，A为卫星方位角，/>和/>为测站的纬度和经度，/>和/>为穿刺点的纬度和经度。
收集到的电离层延迟数据为斜向电离层延迟数据，通过计算斜向电离层延迟向垂向电离层延迟的投影系数，并将斜向电离层延迟乘以该投影系数以获得垂向电离层延迟，即：
（6）
式中，MF为投影系数，为地球半径，H为穿刺点高度，El为卫星高度角。
将卫星及其穿刺点在各个时刻的坐标和电离层延迟值组成数据集。
而且，所述步骤2中将收集到n颗卫星的轨迹两两组合分为组，分别计算上述/>组的轨迹交点，轨迹交点的计算方式如下：
（7）
（8）
式中，为穿刺点i和穿刺点j间的距离，/>为地球半径，/>和/>为穿刺点i的纬度和经度，/>和/>为穿刺点j的纬度和经度，/>和/>分别为穿刺点i和穿刺点j的时间，/>为两穿刺点的时间间隔，/>、/>为设定的阈值。
将一定时间段内上述n颗卫星中与其他卫星穿刺点轨迹交点最多的卫星作为参考卫星。
而且，所述步骤3中分析参考卫星与其他卫星穿刺点轨迹相交情况，若没有出现卫星轨迹接连相交成环，则计算该时间段内其他卫星与参考卫星轨迹交点处的电离层延迟差值，并利用该电离层延迟差值对其他卫星整个观测时段的电离层延迟值进行校正，具体计算公式如下：
（9）
（10）
式中，、/>分别为卫星/>、参考卫星/>到达穿刺点轨迹交点处的时间，且/>和/>时间间隔小于/>，/>、/>分别为卫星/>、参考卫星/>在在穿刺点轨迹交点处的电离层延迟值，/>为卫星/>、参考卫星/>在穿刺点轨迹交点处的电离层延迟差值，/>为卫星/>在穿刺点轨迹其他位置处的电离层延迟值，/>为卫星/>穿刺点轨迹上的其他位置的单差电离层延迟值。
分析参考卫星与其他卫星穿刺点轨迹相交情况，若出现卫星轨迹接连相交成环，需对组成环的多个卫星穿刺点轨迹进行平差处理，获得相对误差最小的电离层延迟差值组，然后使用该组平差结果对所有电离层延迟数据进行校正，具体计算公式如下：
（11）
（12）
（13）
（14）
式中，、/>分别为卫星/>、参考卫星/>到达穿刺点轨迹交点M处的时间，和/>时间间隔小于/>，/>、/>分别为卫星/>、参考卫星/>到达穿刺点轨迹交点N处的时间，/>和/>时间间隔小于/>，/>、/>分别为卫星/>、卫星/>到达穿刺点轨迹交点K处的时间，/>和/>时间间隔小于/>，/>和/>分别为卫星/>和参考卫星在穿刺点轨迹交点M处的电离层延迟值，/>和/>分别为卫星/>和参考卫星/>在穿刺点轨迹交点N处的电离层延迟值，/>、/>分别为卫星、卫星/>在穿刺点轨迹交点K处的电离层延迟值，/>、/>分别表示卫星、卫星/>与参考卫星/>在穿刺点轨迹交点M、N处的电离层延迟差值，/>表示卫星/>、卫星/>在穿刺点轨迹交点K处的电离层延迟差值。
平差后得到、/>的改正数，进而得到更加准确的/>、/>，利用公式（10）能够将卫星/>和/>穿刺点轨迹上的全部电离层延迟值进行校正。公式（11）-（14）是针对一个相交环的情况列出的平差方程组，具体来说，公式（11）、（12）计算的是参考卫星和其他卫星在穿刺点轨迹交点处的电离层延迟差值，公式（13）计算的是两个其他卫星在穿刺点轨迹交点处的电离层延迟差值，公式（14）是对构成环的成环轨迹交点列出的平差计算公式，若相交环存在共同交点，则根据公式（11）-（14）的原理列出多个平差方程组同时进行平差计算，求得其他卫星和参考卫星的电离层延迟差值，进而对其他卫星穿刺点轨迹上的全部电离层延迟值进行校正。
而且，所述步骤4中先利用一定时间段的历史数据执行步骤1-3得到该时间段所有卫星的单差电离层延迟值，然后对当日的实时数据执行步骤1计算出实时观测数据的卫星穿刺点坐标和穿刺点处的电离层延迟值，并将其与历史数据的穿刺点数据归在一起按照步骤2计算穿刺点轨迹交点；若加入实时穿刺点数据后，没有新增轨迹交点，则无需更新参考卫星，只需要利用原卫星与参考卫星交点处的电离层延迟差值，根据公式（10）对新加入的实时穿刺点数据进行计算得到实时的卫星单差电离层延迟值，历史数据的单差电离层延迟值无需重新计算；若加入实时穿刺点数据后，增加了新的轨迹交点，就需要根据穿刺点轨迹交点数量判断是否需要更新参考卫星。
若加入实时穿刺点数据后，某颗卫星的穿刺点轨迹交点数量大于现有参考卫星的穿刺点轨迹交点数量，则需要更新参考卫星，如果加入实时穿刺点数据后没有出现卫星轨迹接连相交成环，则利用卫星与新参考卫星交点处的电离层延迟差值，根据公式（10）对与新参考卫星相交的该卫星交点以外的其他位置处的电离层延迟值进行校正；如果加入实时穿刺点数据后出现卫星轨迹接连相交成环，需先对组成环的多个卫星穿刺点轨迹进行平差处理，获得相对误差最小的电离层延迟差值组，然后使用该组平差结果对与新参考卫星穿刺点轨迹相交的其他卫星轨迹上交点以外的其他位置处的电离层延迟值进行校正。
若加入实时穿刺点数据后，现有参考卫星的穿刺点轨迹交点数量最多，则无需更新参考卫星，如果加入实时穿刺点数据后没有出现卫星轨迹接连相交成环，则利用卫星与参考卫星交点处的电离层延迟差值，根据公式（10）对与参考卫星相交的该卫星交点以外的其他位置处的电离层延迟值进行校正；如果加入实时穿刺点数据后出现卫星轨迹接连相交成环，需先对组成环的多个卫星穿刺点轨迹进行平差处理，获得相对误差最小的电离层延迟差值组，然后使用该组平差结果对与参考卫星穿刺点轨迹相交的其他卫星轨迹上交点以外的其他位置处的电离层延迟值进行校正。
本发明还提供一种高精度区域电离层星间单差模型建立系统，用于实现如上所述的一种高精度区域电离层星间单差模型建立方法。
而且，包括处理器和存储器，存储器用于存储程序指令，处理器用于调用存储器中的程序指令执行如上所述的一种高精度区域电离层星间单差模型建立方法。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
相较于利用已有的电离层模型求差方法，本发明提出的星间单差模型可以得到更高精度的、误差小的、实时的电离层星间单差结果，用于PPP解算的模糊度固定和电离层约束过程中，以获得更快的定位结果收敛速度和更高精度的定位结果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例电离层星间单差模型建立方法的流程图。
图2为本发明实施例穿刺点轨迹相交示意图。
具体实施方式
本发明提供一种高精度区域电离层星间单差模型建立方法及系统，为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图和实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本发明实施例提供一种高精度区域电离层星间单差模型建立方法，包括以下几个步骤：
步骤1，收集基站接收机的历史观测数据，并计算观测到卫星的垂向电离层延迟和穿刺点坐标，构成数据集。
收集当前测站的历史观测文件和卫星星历，并计算卫星穿刺点坐标（和/>），即：
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
式中，为卫星天顶距，/>表示圆周率，El为卫星高度角，/>和/>为辅助计算符号，为地球半径，H为穿刺点高度，本实施例中设置为506.7km，A为卫星方位角，/>和/>为测站的纬度和经度，/>和/>为穿刺点的纬度和经度。
收集到的电离层延迟数据为斜向电离层延迟数据，通过计算斜向电离层延迟向垂向电离层延迟的投影系数，并将斜向电离层延迟乘以该投影系数以获得垂向电离层延迟，即：
（6）
式中，MF为投影系数，为地球半径，H为穿刺点高度，El为卫星高度角。
将卫星及其穿刺点在各个时刻的坐标和电离层延迟值组成数据集。
步骤2，分析数据集中一定时间段内的卫星穿刺点轨迹，选取与其他卫星穿刺点轨迹交点最多的卫星作为参考卫星。
通过两两组合的方法计算每组卫星的轨迹交点数量，如：收集到n颗卫星（1、2、…、n号）的轨迹，将轨迹分组为（1和2、1和3、1和4、…、2和3、2和4、…、3和4、…）共组，分别计算上述/>组的轨迹交点。轨迹交点的计算方式如下：
（7）
（8）
式中，为穿刺点i和穿刺点j间的距离，/>为地球半径，/>和/>为穿刺点i的纬度和经度，/>和/>为穿刺点j的纬度和经度，/>和/>分别为穿刺点i和穿刺点j的时间，/>为两穿刺点的时间间隔，/>、/>为设定的阈值。
本实施例中，当两个穿刺点时间差在30分钟以内且两穿刺点距离小于15 km，则认为两穿刺点相交。将一定时间段内上述n颗卫星中与其他卫星穿刺点轨迹交点最多的卫星作为参考卫星。
步骤3，分析参考卫星与其他卫星穿刺点轨迹相交情况，若没有出现卫星轨迹接连相交成环，则计算该时间段内其他卫星与参考卫星在轨迹交点处的电离层延迟差值，并利用该电离层延迟差值对其他卫星该时间段内其他位置处的电离层延迟值进行校正；若出现卫星轨迹接连相交成环，需对组成环的多个卫星穿刺点轨迹进行平差处理，获得相对误差最小的电离层延迟差值组，然后使用该组平差结果对其他位置处的电离层延迟值进行校正。
如图2所示，卫星C34与其他4颗卫星的穿刺点轨迹交点最多，因此选择C34作为参考卫星。卫星C44、卫星G01与参考卫星C34的穿刺点轨迹没有接连相交成环（轨迹相交点为J5、J6），假设在一定时间段内电离层延迟值在穿刺点轨迹交点处的变化不大，以参考卫星电离层延迟为基准，分别计算参考卫星C34与卫星C44、卫星G01在穿刺点轨迹交点处的电离层延迟差值，并使用该值分别对卫星C44、卫星G01穿刺点轨迹上的其他位置（/>时刻）的电离层延迟值进行校正，得到卫星C44、卫星G01穿刺点轨迹上的其他位置（/>时刻）的单差电离层延迟值。以卫星C44和参考卫星C34相交于J5为例，具体计算公式如下：
（9）
（10）
式中，、/>分别为卫星C44、参考卫星C34到达穿刺点轨迹交点处的时间，且/>和时间间隔小于/>，/>、/>分别为卫星星C44、参考卫星C34在穿刺点轨迹交点处的电离层延迟值，/>为卫星C44、参考卫星C34在穿刺点轨迹交点处的电离层延迟差值，/>为卫星C44在穿刺点轨迹其他位置处（/>时刻）的电离层延迟值，为卫星C44穿刺点轨迹上的其他位置的单差电离层延迟值。
参考卫星C34、卫星C24和C40的穿刺点轨迹接连相交成环（轨迹相交点为J1、J2、J3、J4，构成了两组相交环，J1-J2-J3和J2-J3-J4），需先对组成环的多个卫星穿刺点轨迹进行平差处理，获得相对误差最小的电离层延迟差值组，然后使用该组平差结果对所有电离层延迟数据进行校正，以环J1-J2-J3为例，具体计算公式如下：
（11）
（12）
（13）
（14）
式中，、/>分别为卫星C40、参考卫星C34到达穿刺点轨迹交点J1处的时间，/>和时间间隔小于/>，/>、/>分别为卫星C24、参考卫星C34到达穿刺点轨迹交点J2处的时间，和/>时间间隔小于/>，/>、/>分别为卫星C24、卫星C40到达穿刺点轨迹交点J3处的时间，和/>时间间隔小于/>，/>和/>分别为卫星C40和参考卫星C34在穿刺点轨迹交点J1处的电离层延迟值，/>和/>分别为卫星C24和参考卫星C34在穿刺点轨迹交点J2处的电离层延迟值，/>、/>分别为卫星C24、卫星C40在穿刺点轨迹交点J3处的电离层延迟值，/>、/>分别表示卫星C40、卫星C24与参考卫星C34在穿刺点轨迹交点J1、J2处的电离层延迟差值，/>表示卫星C24、卫星C40在穿刺点轨迹交点J3处的电离层延迟差值。
公式（11）-（14）是针对一个相交环的情况列出的平差方程组，由于环J1-J2-J3和环J2-J3-J4存在共同交点J2，因此，先用同样的方式对环J2-J3-J4建立如式（11） -（14）的平差方程式，然后对两个平差方程组同时进行计算，平差后得到电离层延迟差值、的改正数，进而得到更加准确的电离层延迟差值/>、/>，最后利用公式（10）将卫星C40、卫星C24穿刺点轨迹上的全部电离层延迟值进行校正。实际应用中可根据卫星实际相交情况基于上述原理列出平差方程组进行平差计算。
步骤4，计算当天实时观测数据的卫星穿刺点坐标和穿刺点处的电离层延迟值，将其加入步骤2分析的卫星穿刺点轨迹中，根据穿刺点轨迹交点数量判断是否需要更新参考卫星，并执行步骤3中操作实现对卫星电离层延迟值的校正。
以使用24h数据校正当日10点的实时数据为例，先利用前一日10点-当日9点59分59秒的数据执行步骤1-3得到该时间段所有卫星的单差电离层延迟值，然后对当日10点的实时数据执行步骤1计算出实时观测数据的卫星穿刺点坐标和穿刺点处的电离层延迟值，并将其与前一日10点-当日9点59分59秒的穿刺点数据归在一起按照步骤2计算穿刺点轨迹交点。若加入实时穿刺点数据后，没有新增轨迹交点，则无需更新参考卫星，只需要利用原卫星与参考卫星交点处的电离层延迟差值，根据公式（10）对新加入的实时穿刺点数据进行计算得到10点的卫星单差电离层延迟值，历史数据的单差电离层延迟值无需重新计算。若加入实时穿刺点数据后，增加了新的轨迹交点，就需要根据穿刺点轨迹交点数量判断是否需要更新参考卫星。
若加入实时穿刺点数据后，某颗卫星的穿刺点轨迹交点数量大于现有参考卫星的穿刺点轨迹交点数量，则需要更新参考卫星，如果加入实时穿刺点数据后没有出现卫星轨迹接连相交成环，则利用卫星与新参考卫星交点处的电离层延迟差值，根据公式（10）对与新参考卫星相交的该卫星交点以外的其他位置处的电离层延迟值进行校正；如果加入实时穿刺点数据后出现卫星轨迹接连相交成环，先对组成环的多个卫星穿刺点轨迹进行平差处理，获得相对误差最小的电离层延迟差值组，然后使用该组平差结果对与新参考卫星穿刺点轨迹相交的其他卫星轨迹上交点以外的其他位置处的电离层延迟值进行校正。
若加入实时穿刺点数据后，现有参考卫星的穿刺点轨迹交点数量最多，则无需更新参考卫星，如果加入实时穿刺点数据后没有出现卫星轨迹接连相交成环，则利用卫星与参考卫星交点处的电离层延迟差值，根据公式（10）对与参考卫星相交的该卫星交点以外的其他位置处的电离层延迟值进行校正；如果加入实时穿刺点数据后出现卫星轨迹接连相交成环，先对组成环的多个卫星穿刺点轨迹进行平差处理，获得相对误差最小的电离层延迟差值组，然后使用该组平差结果对与参考卫星穿刺点轨迹相交的其他卫星轨迹上交点以外的其他位置处的电离层延迟值进行校正。
实施例2
基于同一发明构思，本发明还提供一种高精度区域电离层星间单差模型建立系统，包括处理器和存储器，存储器用于存储程序指令，处理器用于调用存储器中的程序指令执行如上所述的一种高精度区域电离层星间单差模型建立方法。
具体实施时，本发明技术方案提出的方法可由本领域技术人员采用计算机软件技术实现自动运行流程，实现方法的系统装置例如存储本发明技术方案相应计算机程序的计算机可读存储介质以及包括运行相应计算机程序的计算机设备，也应当在本发明的保护范围内。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施案例，做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (9)
1.一种高精度区域电离层星间单差模型建立方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，收集基站接收机的历史观测数据，并计算观测到卫星的垂向电离层延迟和穿刺点坐标，构成数据集；
步骤2，分析数据集中一定时间段内的卫星穿刺点轨迹，选取与其他卫星穿刺点轨迹交点最多的卫星作为参考卫星；
将收集到n颗卫星的轨迹两两组合分为组，分别计算上述/>组的轨迹交点，轨迹交点的计算方式如下：
（7）
（8）
式中，为穿刺点i和穿刺点j间的距离，/>为地球半径，/>和/>为穿刺点i的纬度和经度，/>和/>为穿刺点j的纬度和经度，/>和/>分别为穿刺点i和穿刺点j的时间，/>为两穿刺点的时间间隔，/>、/>为设定的阈值；
将一定时间段内上述n颗卫星中与其他卫星穿刺点轨迹交点最多的卫星作为参考卫星；
步骤3，分析参考卫星与其他卫星穿刺点轨迹相交情况，若没有出现卫星轨迹接连相交成环，则计算该时间段内其他卫星与参考卫星在轨迹交点处的电离层延迟差值，并利用该电离层延迟差值对其他卫星该时间段内其他位置处的电离层延迟值进行校正；若出现卫星轨迹接连相交成环，需对组成环的多个卫星穿刺点轨迹进行平差处理，获得相对误差最小的电离层延迟差值组，然后使用该组平差结果对其他位置处的电离层延迟值进行校正；
步骤4，计算当天实时观测数据的卫星穿刺点坐标和穿刺点处的电离层延迟值，将其加入步骤2分析的卫星穿刺点轨迹中，根据穿刺点轨迹交点数量判断是否需要更新参考卫星，并执行步骤3中操作实现对卫星电离层延迟值的校正。
2.如权利要求1所述的一种高精度区域电离层星间单差模型建立方法，其特征在于：步骤1中收集当前测站的历史观测文件和卫星星历，并计算卫星穿刺点坐标，即：
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
式中，为卫星天顶距，/>表示圆周率，El为卫星高度角，/>和/>为辅助计算符号，/>为地球半径，H为穿刺点高度，A为卫星方位角，/>和/>为测站的纬度和经度，/>和/>为穿刺点的纬度和经度。
3.如权利要求2所述的一种高精度区域电离层星间单差模型建立方法，其特征在于：步骤1中收集到的电离层延迟数据为斜向电离层延迟数据，通过计算斜向电离层延迟向垂向电离层延迟的投影系数，并将斜向电离层延迟乘以该投影系数以获得垂向电离层延迟，即：
（6）
式中，MF为投影系数，为地球半径，H为穿刺点高度，El为卫星高度角；
将卫星及其穿刺点在各个时刻的坐标和电离层延迟值组成数据集。
4.如权利要求1所述的一种高精度区域电离层星间单差模型建立方法，其特征在于：步骤3中分析参考卫星与其他卫星穿刺点轨迹相交情况，若没有出现卫星轨迹接连相交成环，则计算该时间段内其他卫星与参考卫星轨迹交点处的电离层延迟差值，并利用该电离层延迟差值对其他卫星整个观测时段的电离层延迟值进行校正，具体计算公式如下：
（9）
（10）
式中，、/>分别为卫星/>、参考卫星/>到达穿刺点轨迹交点处的时间，且/>和/>时间间隔小于/>，/> 、/> 分别为卫星/>、参考卫星/>在穿刺点轨迹交点处的电离层延迟值，/>为卫星/>、参考卫星/>在穿刺点轨迹交点处的电离层延迟差值，/>为卫星/>在穿刺点轨迹其他位置处的电离层延迟值，/>为卫星/>穿刺点轨迹上的其他位置的单差电离层延迟值。
5.如权利要求4所述的一种高精度区域电离层星间单差模型建立方法，其特征在于：步骤3中分析参考卫星与其他卫星穿刺点轨迹相交情况，若出现卫星轨迹接连相交成环，需先对组成环的多个卫星穿刺点轨迹进行平差处理，获得相对误差最小的电离层延迟差值组，然后使用该组平差结果对所有电离层延迟数据进行校正，具体计算公式如下：
（11）
（12）
（13）
（14）
式中，、/>分别为卫星/>、参考卫星/>到达穿刺点轨迹交点M处的时间，/>和时间间隔小于/>，/>、/>分别为卫星/>、参考卫星/>到达穿刺点轨迹交点N处的时间，/>和/>时间间隔小于/>，/>、/>分别为卫星/>、卫星/>到达穿刺点轨迹交点K处的时间，/>和/>时间间隔小于/>，/>和/>分别为卫星/>和参考卫星/>在穿刺点轨迹交点M处的电离层延迟值，/>和/>分别为卫星/>和参考卫星在穿刺点轨迹交点N处的电离层延迟值，/>、/>分别为卫星/>、卫星在穿刺点轨迹交点K处的电离层延迟值，/>、/>分别表示卫星/>、卫星/>与参考卫星/>在穿刺点轨迹交点M、N处的电离层延迟差值，/>表示卫星/>、卫星在穿刺点轨迹交点K处的电离层延迟差值；
平差后得到、/>的改正数，进而得到更加准确的/>、/>，利用公式（10）能够将卫星/>和/>穿刺点轨迹上的全部电离层延迟值进行校正；公式（11）-（14）是针对一个相交环的情况列出的平差方程组，具体来说，公式（11）、（12）计算的是参考卫星和其他卫星在穿刺点轨迹交点处的电离层延迟差值，公式（13）计算的是两个其他卫星在穿刺点轨迹交点处的电离层延迟差值，公式（14）是对构成环的成环轨迹交点列出的平差计算公式，若相交环存在共同交点，则根据公式（11）-（14）的原理列出多个平差方程组同时进行平差计算，求得其他卫星和参考卫星的电离层延迟差值，进而对其他卫星穿刺点轨迹上的全部电离层延迟值进行校正。
6.如权利要求1所述的一种高精度区域电离层星间单差模型建立方法，其特征在于：步骤4中先利用一定时间段的历史数据执行步骤1-3得到该时间段所有卫星的单差电离层延迟值，然后对当日的实时数据执行步骤1计算出实时观测数据的卫星穿刺点坐标和穿刺点处的电离层延迟值，并将其与历史数据的穿刺点数据归在一起按照步骤2计算穿刺点轨迹交点；若加入实时穿刺点数据后，没有新增轨迹交点，则无需更新参考卫星，只需要利用原卫星与参考卫星交点处的电离层延迟差值，根据公式（10）对新加入的实时穿刺点数据进行计算得到实时的卫星单差电离层延迟值，历史数据的单差电离层延迟值无需重新计算；若加入实时穿刺点数据后，增加了新的轨迹交点，就需要根据穿刺点轨迹交点数量判断是否需要更新参考卫星。
7.如权利要求6所述的一种高精度区域电离层星间单差模型建立方法，其特征在于：步骤4中若加入实时穿刺点数据后，某颗卫星的穿刺点轨迹交点数量大于现有参考卫星的穿刺点轨迹交点数量，则需要更新参考卫星，如果加入实时穿刺点数据后没有出现卫星轨迹接连相交成环，则利用卫星与新参考卫星交点处的电离层延迟差值，根据公式（10）对与新参考卫星相交的该卫星交点以外的其他位置处的电离层延迟值进行校正；如果加入实时穿刺点数据后出现卫星轨迹接连相交成环，需先对组成环的多个卫星穿刺点轨迹进行平差处理，获得相对误差最小的电离层延迟差值组，然后使用该组平差结果对与新参考卫星穿刺点轨迹相交的其他卫星轨迹上交点以外的其他位置处的电离层延迟值进行校正。
8.如权利要求6所述的一种高精度区域电离层星间单差模型建立方法，其特征在于：步骤4中若加入实时穿刺点数据后，现有参考卫星的穿刺点轨迹交点数量最多，则无需更新参考卫星，如果加入实时穿刺点数据后没有出现卫星轨迹接连相交成环，则利用卫星与参考卫星交点处的电离层延迟差值，根据公式（10）对与参考卫星相交的该卫星交点以外的其他位置处的电离层延迟值进行校正；如果加入实时穿刺点数据后出现卫星轨迹接连相交成环，需先对组成环的多个卫星穿刺点轨迹进行平差处理，获得相对误差最小的电离层延迟差值组，然后使用该组平差结果对与参考卫星穿刺点轨迹相交的其他卫星轨迹上交点以外的其他位置处的电离层延迟值进行校正。
9.一种高精度区域电离层星间单差模型建立系统，其特征在于，包括处理器和存储器，存储器用于存储程序指令，处理器用于调用存储器中的程序指令执行如权利要求1-8任一项所述的一种高精度区域电离层星间单差模型建立方法。
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