近期使用CORS賬號(hào)浮動(dòng)經(jīng)常浮動(dòng)，同一個(gè)地方、同一臺(tái)RTK、同一個(gè)CORS賬號(hào)，一到下午就經(jīng)常浮動(dòng)，而去年之前很少發(fā)生？主要原因還是電離層活躍。

我查閱了很多資料，整理出大家最關(guān)心的6個(gè)問(wèn)題：

1.電離層是什么？

2.電離層如何影響“固定解”？

3.哪些因素會(huì)造成電離層活躍？

4.為什么以前很少發(fā)生浮動(dòng)，而近期經(jīng)常浮動(dòng)？

5.RTK使用CORS賬號(hào)浮動(dòng)，有沒(méi)有解決辦法？

6.電離層活躍影響是短期的還是長(zhǎng)期的？

01

電離層是什么？

1.1電離層

電離層是受太陽(yáng)高能輻射以及宇宙射線的激勵(lì)而電離的大氣高層，60千米以上的整個(gè)地球大氣層都處于部分電離或完全電離的狀態(tài)。因?yàn)殡婋x層存在，幫我們擋住了很多宇宙射線，保證了地球上的萬(wàn)物得以繁衍生息。

1.2電離層垂直分層

電離層的電子密度在高度方向上的分布并不均勻，由低到高分布一般分為D、E、F層，同時(shí)電離層TEC的容易受太陽(yáng)活動(dòng)影響。

D層：電子密度的變化情況主要與太陽(yáng)輻射有關(guān)，在每天的午后通常會(huì)出現(xiàn)最大電離層密度分布，而隨著日落其電子密度則逐漸變小，進(jìn)入夜間則基本可以忽略不計(jì)。

劃重點(diǎn)：這也是為什么經(jīng)常下午浮動(dòng)，上午和夜里基本不會(huì)浮動(dòng)。

E層：電離層的電子密度在日間變化比較規(guī)律，而在夜間則變化較大。

F層：其電子密度在幾層中最高。F層在夏季的白天還可以細(xì)分為F1層和F2層，F1層主要出現(xiàn)夏季的中緯度，在夜間則會(huì)消失。而F2層則會(huì)一直存在。

1.3 電離層南北分布

受地磁活動(dòng)的影響，電離層的電子含量在全球范圍內(nèi)基本沿著磁力線分布。根據(jù)分布特征，一般可以分為低緯、中緯和高緯等幾個(gè)區(qū)域。

低緯度區(qū)域，電離層電子含量變化比較活躍，電離層電子含量的最大值出現(xiàn)在赤道南北兩側(cè)而不是在赤道（電離層赤道異常）。

中緯度區(qū)域，電離層活動(dòng)比較靜，該區(qū)域受太陽(yáng)輻射和天氣變化的影響，其電離層電子含量的變化存在明顯的周期現(xiàn)象。

極區(qū)，由于太陽(yáng)照射與其他區(qū)域有明顯的差異，因此其日夜之間的電離層電子含量的變化較少，季節(jié)變化也很緩慢。

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電離層如何影響“固定解”？

影響GNSS定位的因素有很多，影響最嚴(yán)重、最難以把控的是電離層。

2.1 電離層對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的影響

GNSS衛(wèi)星信號(hào)從太空穿越大氣層傳播到RTK主機(jī)，由于電離層中存在大量的自由電子和離子，使得信號(hào)在穿過(guò)電離層時(shí)，其傳播速度和方向會(huì)發(fā)生改變，傳播路徑也會(huì)略微彎曲，使衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生延遲、偏移。RTK主機(jī)自身卻無(wú)法知道衛(wèi)星信號(hào)延遲了多少，偏移了多少。

2.2 CORS服務(wù)如何降低消除電離層影響

CORS電離層有多種建模方法，作為外行人可簡(jiǎn)單理解為：如下示意圖，根據(jù)CORS基站1、2觀測(cè)a、c兩點(diǎn)的電離層情況，內(nèi)插建模推算移動(dòng)站所在位置b點(diǎn)電離層情況，發(fā)送給移動(dòng)站解算“固定解”。

此圖僅做示意，CORS網(wǎng)至少需要3個(gè)基站。

2.3 電離層活躍對(duì)CORS服務(wù)的影響

電離層活躍了，根據(jù)周?chē)鶦ORS基站1、2推算的b點(diǎn)電離層準(zhǔn)確性就會(huì)降低，把這樣的數(shù)據(jù)發(fā)送給RTK主機(jī)，無(wú)法確定整周模糊度，手薄就會(huì)長(zhǎng)時(shí)間“浮動(dòng)”，或者即使能確定解算出固定解，相比較電離層平靜時(shí)的測(cè)量結(jié)果，內(nèi)符合精度也會(huì)降低，很難達(dá)到RTK標(biāo)稱精度：平面±8mm+1ppm，高程±15mm+1ppm。

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哪些因素會(huì)造成電離層活躍？

主要有地磁活動(dòng)、太陽(yáng)活動(dòng)等。

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為什么以前很少發(fā)生浮動(dòng)，而近期經(jīng)常浮動(dòng)？

太陽(yáng)活動(dòng)周期，就像一只無(wú)形的手，以11年為周期影響著電離層。根據(jù)NASA官網(wǎng)資料，第25個(gè)太陽(yáng)周期于2019年12月開(kāi)始，現(xiàn)在正處于太陽(yáng)活動(dòng)加劇的上升周期里，預(yù)計(jì)2025年7月達(dá)到峰值，然后回落，到2030年左右，本輪周期結(jié)束。

劃重點(diǎn)：太陽(yáng)活動(dòng)高年電離層D層電子密度是太陽(yáng)活動(dòng)低年的數(shù)倍。這也是為什么，我們感覺(jué)近期CORS賬號(hào)比去年、前年或更早時(shí)間容易浮動(dòng)。

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RTK使用CORS賬號(hào)浮動(dòng)，有沒(méi)有解決辦法？

因?yàn)殡婋x層活躍導(dǎo)致的浮動(dòng)，只能盡量避開(kāi)電離層活躍時(shí)段測(cè)量，要徹底解決浮動(dòng)問(wèn)題，只能靠行業(yè)技術(shù)突破解決。

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電離層活躍影響是短期的還是長(zhǎng)期的？

可以預(yù)見(jiàn)的是從現(xiàn)在到2025年電離層會(huì)變得更加活躍，但這并不意味著以后CORS賬號(hào)會(huì)頻繁浮動(dòng)，這是整個(gè)行業(yè)面臨的問(wèn)題，很樂(lè)見(jiàn)行業(yè)持續(xù)的技術(shù)研發(fā)投入，優(yōu)化CORS服務(wù)算法、終端RTK算法，降低因電離層活躍導(dǎo)致浮動(dòng)發(fā)生的概率，提升一線測(cè)繪人員作業(yè)效率。