【摘要】：近些年，隨著美國全球定位系統(tǒng)（GPS）的成熟發(fā)展，促進了許多其他學科的進步，地基GPS技術(shù)反演大氣水汽就是GPS技術(shù)發(fā)展的一個應(yīng)用方面。常規(guī)觀測大氣的手段在時空分辨率上存在嚴重的不足，嚴重限制了水汽觀測在氣象學中的應(yīng)用。GPS技術(shù)探測水汽與常規(guī)手段相比有著明顯的優(yōu)勢，它具有精度高、時效性強、時空分辨率高、可全天候監(jiān)測等優(yōu)點，是常規(guī)大氣觀測方法的有力補充。近些年，GPS氣象學是大地測量學與氣象學研究的前沿課題 本論文介紹了國內(nèi)外地基GPS技術(shù)探測大氣水汽的發(fā)展現(xiàn)狀。從應(yīng)用角度出發(fā)，研討了地基GPS數(shù)據(jù)計算大氣可降水量的基本原理，詳細介紹了天頂方向干延遲計算的幾種模型和投影函數(shù)，討論了高精度GPS數(shù)據(jù)處理軟件GAMIT的處理過程，對數(shù)據(jù)處理過程中的誤差進行了分析。 本文結(jié)合北京地區(qū)CORS網(wǎng)2012年7月21日前后五天的數(shù)據(jù)資料進行可降水量的計算,并對暴雨過程進行了簡單的分析，數(shù)據(jù)結(jié)果和降雨過程一致，進一步證明：該課題的研究對于降雨的分析和預(yù)報有參考指示作用；基于GAMIT軟件實驗了利用不同星歷處理相同測站數(shù)據(jù)，分別最終計算得到大氣可降水量，通過對比結(jié)果表明：最終精密星歷和預(yù)報精密星歷在解算結(jié)果上精度相當，預(yù)報精密星歷在實時的水汽監(jiān)測中滿足要求，能夠為降水的預(yù)報，預(yù)警提供幫助，有著實際的意義。 本文進行了精度簡析和誤差分析，探討了大氣可降水量在氣象學中的應(yīng)用,對分析大氣水汽三維結(jié)構(gòu)的層析方法進行了初步的學習。
【圖文】：

圖 4-3：四種模型計算天頂靜力學延遲結(jié)果 (單位 m)在上圖中可以看出，EGNOS 是一個固定值，這是因為此模型的計算只考慮測站的高度和觀測的年積日，與測站實測的氣象參數(shù)無關(guān)。其他三種模型的結(jié)果和變化趨勢一致，并沒有較大的系統(tǒng)偏差，但均與 EGNOS 模型有稍微的差異，最大差異量是 1.7cm，這種差距最終計算 PWV 導(dǎo)致的差異會在 2mm 左右，對于區(qū)域性監(jiān)測網(wǎng)計算 PWV，Hopfield、Saastamoinen、Black 三種模型計算更為合理，最終精度更高可達 1mm，許多 GPS 解算軟件包括 BERNESE 和 GAMIT 默認采用 Saastamoinen 模型。本文的后續(xù)數(shù)據(jù)處理中，天頂靜力學延遲的計算均采用 Saastamoinen 模型。4.4 氣象參數(shù)的確定及各參數(shù)的計算在計算天頂靜力學延遲過程中，我們需要測站實測的氣象參數(shù)，但是實際上，

圖 4-4 兩種數(shù)據(jù)計算的天頂靜力學延遲 (單位 mm)在模型計算氣象參數(shù)中，只利用測站的緯度和高程，所以計算的氣象參數(shù)是一個固定值，最終計算的天頂靜力學延遲也是一個不變值。這種方法與實測參數(shù)計算的天頂靜力學延遲結(jié)果有一定差異，在圖 4-4 中可以看出，差距最大值是2.5cm，這種差距在最終計算的 PWV 值中帶來 3mm 的差異。所以，在做利用GPS 監(jiān)測水汽含量的項目研究中，特別是實時監(jiān)測的應(yīng)用中要盡可能的利用實測的氣象參數(shù)，在計算 PWV 的過程中，氣象參數(shù)確定之后，還要計算大氣加權(quán)平均溫度和轉(zhuǎn)換系數(shù)，大氣加權(quán)平均溫度由公式（2-28）確定，轉(zhuǎn)換系數(shù)由公式（2-25）確定，最終計算的轉(zhuǎn)換系數(shù)值在 0.156 左右。轉(zhuǎn)換系數(shù)的精度直接受大氣加權(quán)平均溫度的影響，，大氣加權(quán)平均溫度由氣象參數(shù)確定，所有氣象參數(shù)在 PWV 計算中起著十分重要的作用。
【學位授予單位】：中國地質(zhì)大學（北京）
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：P407;P228.4

【參考文獻】

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本文編號：2552103