發(fā)布時(shí)間：2020-07-16 09:58

【摘要】：對(duì)流層作為地球大氣層中最接近地表的重要組成部分,常常與各類(lèi)天氣事件和氣候現(xiàn)象的形成密不可分。對(duì)流層水汽時(shí)空變化較為活躍,常規(guī)大氣探測(cè)手段難以捕捉其時(shí)空分布特點(diǎn),地基GNSS技術(shù)具備高精度、高時(shí)空解算分辨率、全天候觀(guān)測(cè)等優(yōu)點(diǎn),已逐步成為現(xiàn)代氣象應(yīng)用中最具潛力的新型探測(cè)手段。本文以地基GNSS技術(shù)為主展開(kāi)科學(xué)研究,學(xué)習(xí)和了解了地基GNSS聯(lián)合PPP技術(shù)反演對(duì)流層水汽的理論知識(shí),以Bernese軟件PPP技術(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行了對(duì)流層天頂水汽探測(cè),接著采用C++語(yǔ)言編寫(xiě)的地基GNSS水汽層析軟件獲取了水汽三維分布信息,最后基于CODE提供的長(zhǎng)時(shí)間對(duì)流層產(chǎn)品,初步探尋了全球氣候變化特征,為地基GNSS技術(shù)與理論應(yīng)用于現(xiàn)代氣象系統(tǒng)和氣候監(jiān)測(cè)等方面奠定基礎(chǔ)。本文的主要研究工作及取得的成果如下:(1)在地基GNSS技術(shù)探測(cè)二維水汽方面,分析了GNSS四系統(tǒng)PPP技術(shù)反演水汽的精度差異以及組合反演對(duì)性能提升幅度,利用全球分布的MEGX跟蹤站數(shù)據(jù)進(jìn)行GNSS四系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行大氣可降水量的反演實(shí)驗(yàn),并以CODE對(duì)流層產(chǎn)品和探空數(shù)據(jù)為參考,詳細(xì)對(duì)比分析了單系統(tǒng)和多系統(tǒng)組合解算的ZTD/PWV結(jié)果差異,評(píng)估了多系統(tǒng)組合獲取ZTD/PWV序列的性能指標(biāo)。結(jié)果顯示:不同導(dǎo)航系統(tǒng)解得的ZTD/PWV結(jié)果存在明顯的差異,多系統(tǒng)組合觀(guān)測(cè)值獲取的水汽序列結(jié)果最為穩(wěn)健,GNSS組合獲取的ZTD結(jié)果相對(duì)于GPS、GLONASS、Galileo和BDS單系統(tǒng)結(jié)果分別提升10.91%、19.04%、33.21%和70.16%;GNSS組合PWV反演精度相比GPS、GLONASS、Galileo和BDS單系統(tǒng)結(jié)果分別改進(jìn)3.45%、16.16%、16.45%和41.78%。(2)根據(jù)地基GNSS技術(shù)層析三維水汽的基本原理,采用C++編寫(xiě)了一套地基GNSS三維水汽層析軟件,在此基礎(chǔ)上針對(duì)傳統(tǒng)層析實(shí)驗(yàn)中GNSS信號(hào)利用率較低的問(wèn)題,提出了一種顧及邊界入射信號(hào)的多模組合層析方法,并采用香港衛(wèi)星定位參考站網(wǎng)12個(gè)測(cè)站數(shù)據(jù)和探空水汽產(chǎn)品進(jìn)行了實(shí)例分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:相較于傳統(tǒng)GPS層析方法,多模組合信號(hào)和邊界入射信號(hào)的引入均能增加有效觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)目,在空格率上分別改善了4.2%和17.22%,整體精度在MAE上分別改進(jìn)了1.79%和7.00%,在RMS上分別改進(jìn)了1.41%和7.46%;而融合兩類(lèi)信號(hào)的新水汽層析方法的有效觀(guān)測(cè)數(shù)最多,空格率平均改進(jìn)了21.01%,在MAE和RMS上分別擁有8.22%和9.13%的精度提升。(3)采用CODE機(jī)構(gòu)提供的長(zhǎng)達(dá)13年的對(duì)流層重解算產(chǎn)品,試圖利用全球分布的GNSS監(jiān)測(cè)站的對(duì)流層參數(shù)來(lái)探尋氣候變化特征。通過(guò)分析GNSS并址站間對(duì)流層參數(shù)的一致性,發(fā)現(xiàn)接收機(jī)天線(xiàn)類(lèi)型的更換大多會(huì)破壞長(zhǎng)時(shí)間序列的平穩(wěn)性;為此統(tǒng)計(jì)了各站天線(xiàn)類(lèi)型更替情況,并引入一種糾正方法對(duì)ZTD偏差進(jìn)行補(bǔ)償,結(jié)果表明該方法對(duì)于因天線(xiàn)類(lèi)型更替造成的偏差具有明顯的改正效果;在后續(xù)的對(duì)流層產(chǎn)品時(shí)間序列分析中,分別從ZTD和水平梯度序列中獲取了年均值、年振幅、初始相位和趨勢(shì)變化等信息,進(jìn)而分析了全球大氣水汽的周期變化信息及其空間相關(guān)性,發(fā)現(xiàn)大氣水汽變化和水汽循環(huán)流動(dòng)均處于全球平衡的狀態(tài)。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：P228.4;P412.2
【圖文】：

對(duì)流層先驗(yàn)?zāi)Ｐ偷倪x取

對(duì)流層估計(jì)模型與時(shí)間間隔的設(shè)置3)數(shù)據(jù)解算

Bernese軟件PPP數(shù)據(jù)處理流程

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 夏朋飛;葉世榕;江鵬;;GPS/GLONASS組合精密單點(diǎn)定位技術(shù)在三維水汽層析中的應(yīng)用[J];大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué);2015年01期

2 范磊;鐘世明;潭冰峰;歐吉坤;;基于BDS與GPS精密單點(diǎn)定位的天頂對(duì)流層延遲估計(jì)比較[J];大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué);2015年01期

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1 王笑蕾;GNSS水汽時(shí)間序列周期性分析及氣象文件自生成研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2015年

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本文編號(hào)：2757859