区域大气水汽转换系数的一种新算法

为了提高大气可降水量反演的精度,通过分析广西4个探空站2015—2018年探空资料,建立了直接反映年周期、半年周期、高程改正和纬度改正的广西地区大气水汽转换系数的计算模型,并与广西高程模型、中国低纬度模型进行了比较.结果表明:新方法的内、外符合精度以及大气可降水量反演精度相对于其他两种模型有比较明显的提升,4个站点的内...     

基于IGS站不同区域可降水量变化对比分析

基于GPS反演技术的理论与方法,利用IGS站开放的观测数据和精密星历数据,选取北京、武汉、上海3个IGS站观测数据,通过GAMIT软件解算处理,得出3个站天顶方向对流层延迟量。由对流层延迟量和区域的平均温度,根据经验模型反演得出其大气水汽含量,并与探空水汽含量进行了比较,得出两者具有较好的一致性。同时分析了上述3个区域水汽变化特征,反演出大气水汽含量能较好反映区域天气参数的差异。     

关于GPS大气折射延迟实测模型的讨论

针对GPS对中性大气折射延迟改正精度的要求,论述大气折射延迟模型应随测站和方向而异的必要性.在尚不能直接测定大气折射率的情况下,指出现有的各种改正模型不能达到预期精度要求的原因以及改正值对大气分布模型的依赖性.提出提高大气折射延迟改正精度的新方法:利用不同方位的天文大气折射值的测定数据,求解折射率差和映射函数的参数,建立随观测站和随方位而异的大气折射延迟改正模型.该方法的实施能在避免采用大气分布模型的情况下,把天顶延迟的改正精度提高到1mm以内.低地平高度角的折射延迟改正精度提高到厘米级,并且把截止高度角压缩到5°或更小.     

单站地基非差GPS测量对流层天顶延迟

目前常用的测量天顶延迟的差分GPS技术具有效率低、成本高、可移动性差等缺点,而非差GPS技术可以克服差分GPS的缺陷．采用新的基于卫星仰角的余弦函数随机模型,利用非差码伪距精密单点定位方法估算了上海地区的对流层天顶延迟．通过把估算结果与探空观测和GIPSY软件的估算结果相比,显示大小都在同一个量级,趋势是一致的,而且均值相差和均方根误差都在厘米量级．表明单站地基非差GPS测量天顶延迟是可行的,并且其精度与GIPSY软件的精度相当．     

利用GPS数据来评定Saastamoinen和Hopfield天顶湿延迟模型的精度

通过与GPS数据推算的水汽含量的比较,对天顶湿延迟模型计算的水汽含量进行验证和分析.结果表明:天顶湿延迟模型的相对精度大约在20%～30%之间.     

基于静力学延迟模型的河北地区可降水量反演分析

水汽在天气演变中具有非常重要的作用,直接影响着天气变化和自然灾害的发生,在天气演变与气候变化中扮演着关键的角色。文中利用静力学延迟模型对河北省秦皇岛和石家庄两个测站的可降水量进行了反演分析,结果表明:提取的两个测站的天顶对流层延迟均值为2.4m,利用3种静力学延迟模型计算得到的可降水量及其在时间上总体变化趋势是一致的,并且GPS/PWV和实际降雨呈现出很强的相关性。     

利用GAMIT软件反演连云港可降水量的实验研究

利用GPS信号穿过大气受到折射而产生的延迟来探测大气中的水汽含量,是具有良好前景的大气可降水量预测方法。探讨了利用GAMIT软件反演大气可降水量的原理、方法及数据处理过程,结合淮海工学院CORS基准站的连续观测资料和IGS站数据,对比分析了GAMIT软件反演与探空计算的大气可降水量。结果表明,利用GAMIT软件反演的连云港大气可降水量具有较高的精度。     

顾及时空因素的青藏高原地区加权平均温度模型

大气加权平均温度(T_m)在GNSS大气水汽反演过程中扮演着关键角色.本文针对现有的T_m模型在青藏高原地区的适用性较差等情况,利用2014—2017年青藏高原地区13个探空站观测数据建立了一种顾及地面温度、高度、纬度及季节变化的青藏高原地区T_m模型(TPT_m模型).以2018年的探空资料为参考值,对TPT_m模型进行精度检验,并与常用的Bevis模型、局域精化后的Bevis模型(Bevis-TP模型)和GPT2w模型进行比较分析,结果表明:TPT_m模型具有相对较好的精度,其年均偏差和均方根误差(RMS)分别为0.07 K和2.76 K,相比Bevis、Bevis-TP、GPT2w-5(5°分辨率)和GPT2w-1(1°分辨率)模型其精度(RMS值)分别提高54.5％、30.8％、36.3％和27.6％;此外,将TPT_m模型用于GNSS水汽计算,其导致的水汽计算理论RMS误差和相对误差分别为0.10 mm和1.02 ％.因此,TPT_m模型在青藏高原地区的GNSS水汽反演中具有重要应用.     

GPS信号对流层天顶延迟改进模型研究

为了减弱对流层对GPS静态定位的影响,针对两种不同高度,利用一种改进的线性模型和指数模型建立了新的对流层天顶延迟模型,并利用九江地区地壳变形监测站的实测数据验证了其工程实用性.     

顾及高程影响的区域天顶对流层延迟改正模型

利用美国南加州地区多个 ＩＧＳ站 ４年天顶对流层延迟 （ＺＴＤ）数据,建立了一种不需要实测气象参数而只与测站高程和年积日有关的区域天顶对流层延迟模型。新模型与基于 ＥＣＭＷＦ再分析资料和年平均气象参数下的 Ｓａａｓｔａｍｏｉｎｅｎ模型相比,其稳定性和精度都优于 Ｓａａｓｔａｍｏｉｎｅｎ模型,且模型精度随高程的增加而增加。使用新模型预测 ２０１２年南加州地区 ＺＴＤ,其整体精度约为 ３.８６ｃｍ。     

广西地区GPT2w对流层延迟模型适用性分析

GPT2w是一种全球经验对流层延迟模型,具有1°和5°格网分辨率,可用于计算对流层天顶延迟(ZTD)和加权平均温度(T_m)。本文以广西地区的陆态网GNSS数据计算的ZTD值及探空站实测气象资料值计算的T_m值作为参考,对GPT2w模型进行适用性评估。结果表明:GPT2w模型的ZTD表现出显著的季节偏差,且其两种格网分辨率计算的年均值和RMS基本一致,年均RMS优于4.5 cm;GPT2w模型的T_m偏差也存在较明显的季节特性,且表现出一定的系统偏差。两种分辨率格网计算的T_m值精度相当,年均RMS优于3.4 K。     

广西地区大气水汽转换系数的K值模型

利用中国低纬度地区20个无线电探空站2008—2012年探空资料,分析大气水汽转换系数K值与地理位置间的关系,建立广西地区不需气象资料的K值模型。比较不同模型的精度、适用性,分析逐年增加样本数对预测精度的影响,探索如何更好地建立广西地区K值模型。结果表明:(1)在广西地区,Emardson模型总体的内、外符合精度与高程模型相当,Emardson模型与积分模型计算K值符合较好,总体内符合均方误差为0.002 1,外符合均方误差为0.001 8;(2)与高程模型相比,无需考虑高程因子的Emardson模型在广西地区适用性更强;(3)通过逐年增加样本数进行建模不能保证提高模型的预测精度,用最近的两年数据建模能够更好地预测第3年的K值。     

GNSS导航定位中电离层延迟改正方法

GNSS导航定位中电离层延迟是一个主要的误差来源,严重影响着导航定位的精度.因此需寻找一个恰当的电离层延迟改正模型,以削弱电离层误差带来的影响,提高定位精度.详细分析比较了目前常用的几种电离层改正方法,为不同需求用户提供参考.结果表明,基于IRI和Geogiadiou模型的电离层延迟改正结果均在60%以上,而Klobuchar模型在理想情况下可改正掉75%左右的电离层影响.在基于参考站电离层改正方法的几种内插模型中,LIM与LCM精度较高.     

EGNOS天顶对流层延迟模型适应性评价与分析——以新疆地区为例

利用IGS站及实测气象参数的Saastamoinen模型来评估EGNOS天顶对流层延迟模型在新疆的精度,研究表明：（1）在新疆地区,EGNOS模型与IGS站数据符合较好,guao站BIAS为0.9mm,RMS为1cm;（2）EGNOS模型与实测气象参数的Saastamoinen模型比较分析后发现,两者之间平均BIAS为－7.9mm,RMS为1.62cm,BIAS随纬度的增加由负值变为正值,EGNOS模型精度在新疆地区随高程变化稳定,在高程较低处也能保证一定的精度,与其他同纬度不同高程的IGS站相比较,EGNOS模型精度在新疆地区优于其他地区;（3）与ECMWF资料计算的ZTD比较,EGNOS模型RMS优于ECMWF 近3.6cm。     

利用天文观测建立大气折射延迟改正模型

大气折射延迟是空间大地测量技术中的主要误差源.完善大气折射理论不仅可以改善数据处理的归算精度,而且有希望降低仪器的观测截止角,提高仪器的使用效应.对中性大气折射延迟的基本概念和理论方法进行了研究,指出目前的天顶延迟模型都依赖于大气分布模型,各种映射函数模型的差别仅是形式上的,没有实质性差异,这就是当前仍然不能改善大气折射延迟精度的主要原因.利用大气折射表的表列数据作模拟计算证明,用天文大气折射测定值作模拟处理的方法是可行的,可以得到大气折射延迟改正模型中的所有参数.同时表明,映射函数的形式是次要的,随着连分式项数的增加可以提高模拟的精度.基于天文大气折射的测定值,给出了建立中性大气折射延迟实测改正模型的过程.     

利用Klobuchar模型和载波平滑伪距观测值模型分析电离层变化

在GPS测量中,电离层延迟是一个比较重要的误差来源.对于单频接收机,由广播星历中提供Klobuchar模型参数进行电离层延迟改正;对于双频接收机,采用载波平滑伪距观测值计算电离层延迟改正.利用深圳市连续运行卫星定位参考站系统的双频观测数据,分别用Klobuchar模型和载波平滑伪距观测值两种方法计算深圳市5个CORS站上的电离层延迟值,对两种模型计算的电离层延迟值进行比较,分析深圳市电离层延迟的周日变化规律.     

利用GNSS反射信号监测海面高度变化——基于法国BRST站2019～2021年数据

GNSS反射测量(GNSS-R)技术凭借其数据来源广泛、低成本、高时空分辨率等优势,在地表与海洋环境监测等方面展现巨大潜力,已成为海面高度(SSH)反演的重要技术途径。现有研究大多聚焦于3～6个月内的短期GPS潮位反演,难以反映海面高度的季节性变化及年际特征,且在动态海面改正时仅考虑了垂向速度的影响,忽视了海面波动的垂向加速度,导致低潮位与高潮位的反演精度较差。基于此,以法国某一岸基跟踪站——BRST站为例,利用其连续3年的BDS/GPS/GLONASS/Galileo四系统反射信号,通过Lomb-Scargle谱分析和二阶动态潮位改正模型,采取稳健回归策略反演海面高度,并将最终结果与验潮站观测值进行对比,分析潮位变化趋势。结果表明:GNSS-R技术反演结果与验潮站观测值具有较好的一致性,反演精度有逐年提升的趋势,均方根误差(RMSE)为7.57 cm,相关系数为0.935; 海面高度的季节性变化特征明显,秋、冬季平均海面高度偏高,夏季平均海面高度偏低,且海面高度的季节性变化与温度的季节性变化存在着相反的趋势; M2、S2、K1、O1、N2、K2、P1、Q1、M4等9个分潮的振幅差为0.06～6.76 cm,其平均绝对误差(MAE)为1.60 cm,迟角差为0.03°～6.96°,其平均绝对误差为2.45°,在频域上进一步验证了GNSS-R技术监测海面高度变化的可靠性。     

基于地基GPS与MODIS遥感影像的映射函数与大气可降水汽分析

为了提高短期和中小尺度灾害性天气可降水汽预报的准确性和实时性,利用西安地基GPS数据和MODIS遥感影像,采用NMF、GMF和VMF1映射函数设计了4种获取天顶干延迟初始值的方案,探讨了映射函数对计算天顶总延迟的影响。结果表明:在卫星高度角为10°时,VMF1映射函数反演效果和精度最佳,GMF映射函数次之,NMF映射函数最弱,而在卫星高度角为15°时,上述3种映射函数效果相当。最后,结合综合水汽含量与可降水汽的关系,通过计算地基GPS和MODIS遥感影像综合水汽含量,得到了地基GPS和MODIS遥感影像可降水汽(P_<sub>PWV-GPS,P_<sub>PWV-MODIS),并拟合了二者之间的线性关系,结果为P_PWV-MODIS=1.4217P_PWV-GPS-2.143,相关系数为0.9521。     

基于IGU星历的单基站CORS大气可降水量估计

利用地基GPS资料反演大气可降水量,能为改善中小尺度数值天气预报提供较为理想的观测数据,在气象领域具有较高的实用性。文章以单基站CORS为实验对象,基于全球导航卫星系统服务中心向用户提供的超快速星历(IGU),应用GAMIT/GLOBK软件解算GPS观测数据,在验证解算精度达到要求后估计大气可降水量(PWV),分别将其与欧洲中期数值预报中心(ECMWF)的ERA-Interim再分析资料和最终精密星历IGF解算的PWV进行比较分析。结果表明:使用超快速星历IGU估计PWV与ECMWF再分析资料的PWV线性拟合相关系数为0.96,均方根值(RMS)为2.89 mm;使用超快速星历IGU估计PWV与事后精密星历IGF估计PWV的线性拟合相关系数为0.99,RMS为0.18 mm,利用单基站CORS使用IGU超快速星历估计PWV可以达到近实时数值气象预报的实际应用要求。     

基于ECMWF模型改正InSAR大气延迟误差的可靠性实验

大气延迟是影响InSAR观测数据质量的最主要因素之一.然而,这一难题一直没有很好的解决办法.近年来,采用气象模型改正InSAR大气延迟误差是一个热门的研究方向,不过其有效性和可推广性还需要一些实验来检验.本文采用青藏高原中部的InSAR数据检验基于ECMWF模型改正InSAR大气延迟误差的有效性.结果显示本实验采用的8幅干涉图中只有3幅在改正后方差减小,而所有数据的平均方差比改正之前更大,证明该模型无法很好地改正该地区InSAR的大气延迟误差.鉴于目前尚无可靠的方法判断何时何地ECMWF模型对InSAR大气延迟误差有改进作用,建议谨慎采用该模型改正大气延迟误差.