1.一种基于GNSS的北极区域电离层相位闪烁因子构建方法，其特征在于：

本发明首先选取位于北极区域的低采样频率观测信号的原始GNSS相位观测值，结合国际GNSS服务(IGS)提供的精密星历和测站坐标进行站星几何距离改正，通过模型的方法改正其中的卫星钟、接收机相位中心、相对论、相位缠绕、对流层延迟和固体潮误差，利用精密单点定位方法进一步消除接收机钟差和未能用模型改正的对流层湿延迟，利用离散小波变换技术降低信号的噪声，降低噪声对电离层闪烁信号的提取；利用连续小波变换技术，对上述信号进行时频分析，提取出北极区域电离层闪烁对应的经验信号频带范围，并对频带范围内的信号进行连续小波的逆变换，提取出电离层闪烁信号；设定一定长度的平移窗口，并对窗口内的电离层闪烁信号取标准差，完成基于GNSS低采样频率观测信号的电离层相位闪烁因子构建。

2.根据权利要求1所述的基于GNSS的北极区域电离层相位闪烁因子构建方法，其特征在于具体步骤为：步骤1：准确确定测站坐标和每个观测历元的卫星坐标，之后改正改正每颗卫星至测站之间的几何距离：首先可通过公开的位于北极区域的GNSS数据观测网络获得GNSS原始观测数据；利用CPRS在线解算软件通过精密单点定位静态解算方法获得测站坐标，通过IGS提供的精密星历文件中记载的卫星坐标获取每个观测历元的卫星坐标，时间分辨率为15分钟，采用二阶拉格朗日算法内插出每个观测历元时刻的卫星坐标，根据测站坐标和每个观测历元的截止高度角在15°以上的卫星坐标，通过欧几里得度量获得卫星至测站几何距离改正参数，根据GNSS观测方程改正北极区域低采样频率GNSS原始载波相位观测值中卫星至测站几何距离，获得修正几何距离之后的观测值残差；

步骤2：由于经过站星几何距离改正后的GNSS原始载波相位观测值依旧存在多种误差，因此采用模型改正的方式进行修正，具体包括固体潮、天线相位中心、卫星钟差、相对论、相位缠绕、对流层干延迟和部分湿延迟误差的修正：步骤3：对流层湿延迟精细改正和测站接收机钟差改正：利用精密单点定位(PPP)技术，将未通过建模改正部分的对流层湿延迟和测站接收机钟差作为精密单点定位中的待求参数，对二者进一步改正：利用模型改正后GNSS原始观测信号组成双频无电离层组合，将该组合作为精密单点定位的基础观测值，组成如下观测方程：V＝Ax-(L-D)

x＝[δX,δY,δZ,cδtR,δρz,wc,B1…Bi…BN]T

其中，A为系数矩阵，L为无电离层组合观测值，D为无电离层组合模型改正值，x为待解算参数包括测站三维坐标(δX，δY，δZ)、δρz,wc为天顶对流层湿延迟、cδtR为接收机钟差，B为模糊度，该观测方程采用卡尔曼滤波静态解算方式进行求解，滤波中的状态转移矩阵Φ为：Φ＝diag(1,1,1,0,1,1,…,1)

系统噪声向量的协方差矩阵Q为：

Q＝diag(0,0,0,9×1010,10-4,0,…,0)

采用正向和反向运算相结合的方式提高天顶对流层湿延迟和测站接收机钟差的估计精度，并将反向运算的结果作为未能利用模型改正的天顶对流层湿延迟δρz,wc和测站接收机钟差cδtR的估计结果；通过Niell投影函数并结合GNSS观测方程将获得的天顶对流层延迟δρz,wc改正到每一卫星的观测值中；

步骤4：通过历元间做差的方法准确确定接收机钟差出现钟跳的发生历元，当钟跳存在时，历元间做差后的载波相位观测值会存在毫秒级的阶跃，利用精密单点定位方法无法准确估计出接收机钟差变化的细节部分，因而对经过站星几何距离改正、模型改正、对流层湿延迟改正和接收机钟差初步改正的GNSS载波相位观测值进行钟差的进一步精细改正；

步骤5：对经过上述步骤改正后的GNSS载波相位观测值利用离散小波变换的方法剔除观测噪声：采用现有的小波去噪经验信息：小波基选为多贝西极限相位小波，消失矩为2，小波分解层数为5层，降噪阈值确定方法为考虑信噪比的Stein无偏似然估计和固定阈值估计折中的原则，即信噪比很小时，按照Stein无偏似然估计处理时，信号噪声很大，在这种情况下，采用固定阈值处理，计算方法为 其中n为数据的长度；

步骤6：利用连续小波变换提取闪烁对应频带区间及构建闪烁因子：对GNSS载波相位观测值经过上述步骤改正后，其残差为电离层缓慢变化的部分和电离层闪烁部分，利用连续小波变换的方法将信号从时间域变换到时间-频率域，通过时频分析，定位出突变信号即电离层闪烁信号的发生时刻及所在的特征频率区间，最终确定出Morse小波的对称参数和时间带宽积；利用以上参数对残差进行连续小波变换，并对位于特征频率区间的小波参数进行连续小波逆变换，获得电离层闪烁信号；以60s的时间间隔为滑动窗口，对电离层闪烁信号求标准差，获得基于GNSS低采样频率观测数据的电离层相位闪烁因子。

3.根据权利要求2所述的基于GNSS的北极区域电离层相位闪烁因子构建方法，其特征在于采用模型改正的方式对固体潮、天线相位中心、卫星钟差、相对论、相位缠绕、对流层干延迟和部分湿延迟误差的修正具体包括：

1)采用二阶简化潮汐模型针对GNSS载波相位观测值中的固体潮误差进行改正；

2)利用IGS提供的包含接收机和卫星绝对相位中心改正数据(即ANTEX文件)改正站的接收机天线相位中心(包括接收机天线参考点、接收机天线平均相位中心和接收机天线瞬时相位中心)和卫星天线相位中心(包括卫星天线平均相位中心和卫星天线瞬时相位中心)；

3)利用IGS提供的精密钟差文件改正截止高度角15°以上的每一个卫星的钟差；

4)针对相对论效应影响的改正包括两部分

一部分是使得卫星钟频率呈现周期性变化，采用如下公式改正：

其中，rs和vs分别为惯性系下卫星的位置矢量和速度矢量，c为光速；

另一部分为Shapiro延迟，即GNSS信号穿过地球引力场时出现的时空弯曲，采用如下公式改正：其中，rs、rr分别为卫星和测站的地心距离， 为测站至卫星的距离，μ为地球引力常数；

5)采用如下公式对相位缠绕误差(ω)进行改正：

ω＝δφ+2Nπ

其中，N为整数部分，δφ为小数部分，采用如下公式计算：

其中，

ζ＝ρ′0·(d′×d)

其中，d和d′分别为测站和卫星的有效偶极矢量；ρ′0为卫星指向测站的单位矢量；

6)对流层延迟(δρtrop)分为干分量(δρz,d)和湿分量(δρz,w)两部分，采用如下公式估计：δρtrop(E,H)＝δρz,d·Md(E,H)+δρz,w·Mw(E)

其中，E为卫星高度角；H为海拔高，本文用大地高近似替代，单位为米；Md和Mw为对流层干分量采用如下方式估计：δρz,d＝a·e-βH

其中，a＝2.3m，β＝0.116×10-3。对流层湿分量采用如下方式估计：

δρz,w＝δρz0,w+Δρz,w

由于对流层延迟湿分量难以利用模型精确估计，因此仅近似将δρz0,w取0.1m，Δρz,w作为随机游走参数进行估计，对于未估计的对流层延迟湿分量作为精密单点定位中的参数进行解算。

4.根据权利要求2所述的基于GNSS的北极区域电离层相位闪烁因子构建方法，其特征在于：对经过站星几何距离改正、模型改正、对流层湿延迟改正和接收机钟差初步改正的GNSS载波相位观测值进行钟差的进一步精细改正具体步骤为：将GNSS原始载波相位信号经过修正后的残差组成无电离层组合观测值，由于该组合可以消除绝大部分电离层的影响，故而经过修正后的残差仅剩余未能通过PPP技术估算的钟差的细节部分和整周模糊度，由于在同一观测弧段内，所有历元的整周模糊度具有同一性，但周跳会改变这种同一性，进而影响钟差的精细估计，为此首先需要对经过步骤1-3修正后的残差进行周跳的探测与修复，尤其是在电离层较为活跃的条件下，难以做到周跳的准确修复，因此采用双频宽项和无几何关系组合的办法进行初次周跳探测，这可以修复多数的周跳；未修复或未正确修复的周跳通过对经过步骤1-3修正后的残差组成的无电离层组合观测值在时间域做差的办法进行探测，由于该组合观测值可以极大的降低电离层的影响，可以提供精度较高的检测值，可以较为准确的检测出小周跳的存在，但只采用这一组合，无法确定周跳的大小，因此采用将探测发生周跳的历元作为新弧段的开始，这样可以保证在每一观测弧段内整周模糊度是不变的，对于每颗卫星每观测弧段内的无电离层组合观测值进行历元间做差，以消除整周模糊度的影响，做差之后的残差为钟差在时间上的变化梯度，对所有高度角大于30°卫星的钟差变化梯度在时间上进行加权求积分可以获得接收机钟2

差，其中定权方法采用卫星高度角定权的方法，即P＝sinα，P为权重，α为卫星高度角。

5.根据权利要求2所述的基于GNSS的北极区域电离层相位闪烁因子构建方法，其特征在于：通过对通常采用的0.1Hz至0.4Hz的特征频率区间的小波系数进行小波逆变换从而获得电离层闪烁信号 进而利用以下公式获得基于低采样频率数据的电离层相位闪烁因子其中<·>表示以一定时间间隔内的期望，设60s为滑动窗口，因此构建的电离层相位闪烁因子的频率仍为1Hz。

6.根据权利要求2所述的基于GNSS的北极区域电离层相位闪烁因子构建方法，其特征在于：选择Morse小波作为连续小波变换的小波基，Morse小波包括对称参数和时间带宽积两个参数，通过确定Morse小波的对称参数和时间带宽积参数从而准确提取出电离层闪烁信息：设定Morse小波将位于3至6之间的对称参数以1为步长，位于20至60之间的时间带宽积以5为步长组成多种参数组合，利用不同参数组合的Morse小波对步骤1-5修正后的低采样频率的GNSS载波相位观测值进行连续小波变换，并对特征频率区间的小波系数进行连续小波逆变换，构建每种参数组合对应的相位闪烁因子；将由高频观测值得出的闪烁因子(σφ)与所构建的每种参数组合对应的闪烁因子进行比较，分析二者的相关性及残差，以能够提供高相关性且小残差值的参数组合更为适合对电离层闪烁信息的提取作为标准进行判断，最终确定出Morse小波的最佳对称参数为3，时间带宽积为45。