本项目结合全球导航卫星系统（GNSS）和互联网技术，为解决近地空间环境实时监测难题提供了新的技术方案。
成果名称：GNSS 近地空间环境监测的理论方法及应用推广
成果单位：武汉大学
近地空间环境的异常变化会引发空间天气灾害和气象灾害，对人类的生产、生活甚至生命财产带来重大影响。但近地空间环境监测技术的发展存在严重滞后，不能实现实时监测和及时预警。本项目结合全球导航卫星系统（GNSS）和互联网技术，为解决近地空间环境实时监测难题提供了新的技术方案，主要创新如下：
一、完善了GNSS二/三维水汽监测的理论方法体系
构建了全球适用的GNSS对流层延迟模型和大气加权平均温度模型，实现了GNSS对流层延迟向大气可降水量的高精度转换，精度和分辨率领先国际同类模型，完善了GNSS二维水汽监测的理论方法。针对GNSS三维水汽监测中的方程不适定问题，提出了结合自适应平滑约束和利用侧面穿过射线的水汽层析技术，实现了高精度高稳定性的三维水汽监测，解决GNSS三维水汽监测难题，为GNSS水汽监测的工程化应用奠定了基础。
二、构建了高精度高分辨率的二/三维电离层电子含量监测体系
针对电离层监测数据间存在系统偏差、精度不等、覆盖范围和时空分辨率不一致等问题，提出了新的多源数据融合方法，构建了精度和分辨率统一的全球电离层模型，相对于国际权威模型，均方根误差降低了40%，海洋区域改善效果尤为显著。针对电离层三维成像中的方程病态问题，构建了一种基于电离层映射函数的层析算法并与多源观测数据相结合，从根本上解决了实时电离层三维监测的理论难题，实现了电离层三维监测由“小时级别”到“分钟级别”的跨越。
三、提高了大高差地区和电离层活跃期网络RTK的定位精度
针对大高差地区以及电离层活跃期，大气延迟改正不准确引起网络RTK技术定位精度低的难题，提出了GNSS站间高差对流层延迟改正模型和电离层三维精细建模方法，并将其应用到自研的网络RTK解算软件，定位精度显著优于国际著名软件的解算结果，为GNSS高精度定位的全时段全地形应用奠定了基础。
四、首创了基于GNSS的近地空间环境实时监测网络平台
提出了基于互联网+云计算技术的网络平台架构，集成了自主研发的多星座GNSS数据分析处理技术、多维水汽监测技术、多维电离层电子含量监测技术和位置增强服务技术，首创了基于现有GNSS设施的近地空间环境实时监测网络平台。基于该网络平台，实现了对流层水汽和电离层电子含量的实时二/三维监测，其中二维水汽监测精度优于2.0 mm，三维水汽监测精度约为1.2 g/m3，电离层电子含量监测精度约为1.0 TECU。将监测信息再分析后播放给 GNSS用户，为用户提供了动态厘米级静态毫米级的位置增强服务。GNSS近地空间环境实时监测网络平台，填补了中国相关软件产品的空白，并推广至中国20多个省市，覆盖了超过50%的行政区域，产生了十分显著的社会经济效益。
