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电离层是地球高层大气的重要组成部分，对全球卫星导航系统(GNSS)信号测距造成严重影响。GNSS监测站在全球范围内分布广泛，可以组成大范围的电离层监测网，这为反演监测与研究电离层变化提供了重要工具。随着GPS/GLONASS/GALILEO/北斗(BDS)多模卫星导航系统的建设发展及其地基观测网络日益完善，以及COSMIC等空基电离层掩星探测手段的增加，这为基于GNSS电离层层析反演研究提供了丰富的数据来源。需要指出的是，尽管融合利用多源电离层探测数据是电离层层析反演研究的重要工作，但目前多数探测数据仍以地面观测数据为主，这决定了电离层电子密度反演的客观条件。因此，加强电离层层析反演算法研究是提升该类技术水平的一个重要工作。
区别于以往GNSS电离层层析算法研究主要关注层析模型的研究思路，本文提出综合考虑电离层易受地球电磁场影响的实际物理变化特性和电离层层析模型改进相结合的研究思路提高电子密度结果反演精度。一方面在充分考虑电离层实际物理变化，在以GNSS射线穿越层析像素格网形成的射线截距与对应的像素格网内电子密度乘积为组合自变量建立层析迭代模型的基础上，设计了一组新的松弛因子控制与削弱了噪声对电子密度反演结果的影响;另一方面，突破传统电离层层析算法研究忽略地球磁场对电离层变化活动的重要影响，提出在地磁坐标系下建立电离层高度方向上不等像素间距的GNSS层析反演方法。利用IRJ.2007电离层模型、GNSS实测数据和电离层测高仪数据，从模拟验证和实测数据对比两方面，反演统计了不同GNSS电离层层析方法反演的电子密度误差、均方根误差(IWS)及百分比误差，验证了顾及地磁影响的GNSS电离层层析不等像素间距算法的有效性。取得的主要研究成果如下:
(1)传统GNSS层析代数重构技术(ART)不合理地依据层析系统内对电离层电子密度误差起放大作用的观测射线截距权重在不同电子密度格网内分配实测值与重构值之间的误差，而且固定的迭代松弛因子不适应抑制电离层电子密度变化引起的传播噪声。本文在引入观测射线截距与电子密度乘积组合为层析迭代自变量的基础上，通过构造与电子密度变化相关的松弛因子实现平衡与调节层析反演的电子密度精度与结果平滑程度，降低电子密度反演误差并提高反演精度;
(2)GNSS电离层层析方法等间距划分电子密度像素格网，忽略了电离层电子密度在垂直高度方向上变化起伏较大的不均匀性，本文提出在靠近电子密度变化较大的峰值高度区域建立较小的电子密度像素格网而其它高度区域建立较大的电子密度像素格网，较为合理地提高电离层层析系统的空间分辨率，明显改善靠近电子密度峰值区域反演效果;
(3)考虑电离层受地球电磁场影响较大，提出在地磁坐标系下建立电离层电子密度层析格网，使得能够在电离层层析系统中沿着空间经纬度施加更为合理的电子密度平滑约束，提高电离层电子密度反演精度。
区别于以往GNSS电离层层析算法研究主要关注层析模型的研究思路，本文提出综合考虑电离层易受地球电磁场影响的实际物理变化特性和电离层层析模型改进相结合的研究思路提高电子密度结果反演精度。一方面在充分考虑电离层实际物理变化，在以GNSS射线穿越层析像素格网形成的射线截距与对应的像素格网内电子密度乘积为组合自变量建立层析迭代模型的基础上，设计了一组新的松弛因子控制与削弱了噪声对电子密度反演结果的影响;另一方面，突破传统电离层层析算法研究忽略地球磁场对电离层变化活动的重要影响，提出在地磁坐标系下建立电离层高度方向上不等像素间距的GNSS层析反演方法。利用IRJ.2007电离层模型、GNSS实测数据和电离层测高仪数据，从模拟验证和实测数据对比两方面，反演统计了不同GNSS电离层层析方法反演的电子密度误差、均方根误差(IWS)及百分比误差，验证了顾及地磁影响的GNSS电离层层析不等像素间距算法的有效性。取得的主要研究成果如下:
(1)传统GNSS层析代数重构技术(ART)不合理地依据层析系统内对电离层电子密度误差起放大作用的观测射线截距权重在不同电子密度格网内分配实测值与重构值之间的误差，而且固定的迭代松弛因子不适应抑制电离层电子密度变化引起的传播噪声。本文在引入观测射线截距与电子密度乘积组合为层析迭代自变量的基础上，通过构造与电子密度变化相关的松弛因子实现平衡与调节层析反演的电子密度精度与结果平滑程度，降低电子密度反演误差并提高反演精度;
(2)GNSS电离层层析方法等间距划分电子密度像素格网，忽略了电离层电子密度在垂直高度方向上变化起伏较大的不均匀性，本文提出在靠近电子密度变化较大的峰值高度区域建立较小的电子密度像素格网而其它高度区域建立较大的电子密度像素格网，较为合理地提高电离层层析系统的空间分辨率，明显改善靠近电子密度峰值区域反演效果;
(3)考虑电离层受地球电磁场影响较大，提出在地磁坐标系下建立电离层电子密度层析格网，使得能够在电离层层析系统中沿着空间经纬度施加更为合理的电子密度平滑约束，提高电离层电子密度反演精度。