【摘要】：GPS氣象學為GPS探測大氣水汽奠定了理論基礎,地基GPS大氣水汽監(jiān)測網(wǎng)和GPS連續(xù)觀測站為地基GPS水汽反演提供了絕好的條件,當前氣象學正在從技術研究逐步走向業(yè)務化應用。所以地基GPS水汽反演精度提高、氣象應用和三維層析精度提高均是當前研究的熱點。本文針對以上內(nèi)容,利用香港連續(xù)觀測站以及探空數(shù)據(jù)進行了地基GPS水汽反演,主要內(nèi)容如下:1、依據(jù)香港地區(qū)2014年-2016年10月份探空數(shù)據(jù),建立了香港地區(qū)加權平均溫度模型。實驗后發(fā)現(xiàn),本地化模型計算10月份的加權平均溫度誤差基本保持在3.4度以內(nèi),造成的PWV誤差保持在1mm以內(nèi)。2、在依據(jù)GPS觀測站坐標信息進行地勢擬合時,發(fā)現(xiàn)3次模型雖然擬合誤差小,但是對于未參與擬合測站的誤差較大,所以在地勢擬合過程中需根據(jù)實際地勢情況進行模型確定。本文通過PWV擬合研究發(fā)現(xiàn),香港地區(qū)地勢擬合以2次模型為最佳,平面方向梯度因子對于PWV擬合精度并沒有顯著提高。3、本文基于地勢擬合模型進行了 PWV香港地區(qū)的擬合,并發(fā)現(xiàn)當?shù)貏輸M合模型誤差在1km以內(nèi)時能夠保證PWV誤差控制在1mm以內(nèi)。在基于地勢擬合的PWV平面擬合時序分析圖中發(fā)現(xiàn),使用平面PWV擬合不僅在精度上有所保證,而且能通過該方法對水汽走勢、運動狀態(tài)有明顯的判斷。4、針對傳統(tǒng)層析方法中采用平面分層而不能顧及測站之間高差的問題,本文提出使用基于地勢擬合的三維層析方案,并分別從濾波次數(shù)、平面格網(wǎng)劃分長度和地勢擬合模型進行考慮。結(jié)果表明基于地勢擬合的三維層析方法在低層3km以下和高層6km以上區(qū)域較傳統(tǒng)層析方法解算的水汽密度有明顯的精度提高,但是在中層3km-6km區(qū)域精度較傳統(tǒng)平面層析結(jié)果較差。最后提出使用組合方案對水汽密度進行計算,結(jié)果證明該方法能夠有效提高結(jié)果精度。
[Abstract]:GPS meteorology has laid a theoretical foundation for GPS to detect atmospheric water vapor. Ground-based GPS atmospheric water vapor monitoring network and GPS continuous observation station provide excellent conditions for ground-based GPS water vapor inversion. Currently, meteorology is gradually moving from technical research to operational application. Therefore, the precision of ground-based GPS water vapor inversion is improved, meteorological application and three-dimensional tomography accuracy is improved. The main contents are as follows: 1. Based on the sounding data of Hong Kong from 2014 to October 2016, a weighted mean temperature model for Hong Kong region is established. The local model is used to calculate October. The weighted average temperature error is kept within 3.4 degrees, and the PWV error is kept within 1 mm. 2. When the terrain is fitted according to the coordinate information of GPS observatories, it is found that although the fitting error of the third model is small, the error of the unfitted stations is large, so the actual terrain situation should be considered in the process of terrain fitting. Through the study of PWV fitting, it is found that the quadratic model is the best for terrain fitting in Hong Kong, and the plane direction gradient factor does not improve the precision of PWV fitting significantly. The difference is controlled within 1 mm. In the time series analysis chart of PWV plane fitting based on the ground fitting, it is found that the plane PWV fitting can not only guarantee the precision, but also judge the water vapor trend and movement state obviously by this method. 4. In view of the problem of plane stratification in traditional tomography method, the difference between stations can not be considered. In this paper, a three-dimensional tomographic scheme based on terrain fitting is proposed, and the filtering times, the length of planar grid division and the terrain fitting model are considered respectively. The results show that the three-dimensional tomographic method based on terrain fitting can improve the water vapor density in the region below 3 km and above 6 km in the upper layer more precisely than the traditional tomographic method. But the accuracy in the middle layer of 3km-6km region is worse than that in the traditional plane tomography. Finally, a combination scheme is proposed to calculate the vapor density, and the results show that the method can effectively improve the accuracy of the results.
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：P228.4;P407

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本文編號：2222079