無(wú)線探空測(cè)站可以提供高精度和高垂直分辨率的大氣產(chǎn)品。為評(píng)估GNSS精密單點(diǎn)定位獲得的天頂對(duì)流層延遲(ZTD)的精度,將無(wú)線探空產(chǎn)品獲得的ZTD作為真值,選取中國(guó)地區(qū)4個(gè)IGS觀測(cè)站及其附近的探空測(cè)站2014—2018年的數(shù)據(jù)進(jìn)行試算和分析。針對(duì)兩種產(chǎn)品空間分辨率不一致性問(wèn)題,利用GNSS氣象觀測(cè)值來(lái)彌補(bǔ)探空測(cè)站與GNSS測(cè)站高程的不匹配。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:GNSS氣象觀測(cè)能夠較好地彌補(bǔ)探空測(cè)站與GNSS測(cè)站高程的不一致性;GNSS精密單點(diǎn)定位技術(shù)獲取的ZTD與探空產(chǎn)品估算的ZTD差值的RMS值小于4cm。 

【文章來(lái)源】：導(dǎo)航定位與授時(shí). 2020年04期

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

GNSS測(cè)站及附近探空站的分布

本文利用Bernese 5.2軟件,采用IGS分析中心提供的精密軌道和精密鐘差文件,選用無(wú)電離層組合模型,將衛(wèi)星截止高度角設(shè)置為7°,對(duì)GNSS觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,每1h輸出一次接收機(jī)坐標(biāo)及接收機(jī)上方的ZTD。由圖1可以看出,GNSS測(cè)站與探空測(cè)站相距很近,一般在10km以?xún)?nèi),為了進(jìn)行對(duì)比分析,需要事先統(tǒng)一兩種產(chǎn)品的時(shí)空分辨率。探空產(chǎn)品的時(shí)間分辨率為12h,而GNSS估算的ZTD為1h。故每天可抽取出GNSS測(cè)站與探空產(chǎn)品測(cè)站相同時(shí)間點(diǎn)的ZTD值進(jìn)行比較來(lái)匹配二者的時(shí)間分辨率。此外,文中計(jì)算了匹配時(shí)間分辨率后的探空測(cè)站與GNSS測(cè)站之間的高程差,以BJFS測(cè)站和URUM測(cè)站與其對(duì)應(yīng)的探空測(cè)站為例,繪制圖形如圖2所示。由圖2可知,時(shí)間分辨率匹配完成后,探空測(cè)站與GNSS測(cè)站部分時(shí)刻存在高程差。以BJFS測(cè)站為例,高程差的均方差為99.48m,平均偏差為19.62m, 最大偏差為1478m, 其他測(cè)站的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)在表1中給出。在這樣的情況下,無(wú)法評(píng)估GNSS精密單點(diǎn)定位技術(shù)估算ZTD的精度。因此,利用GNSS測(cè)站配置的氣象觀測(cè)值作為探空測(cè)站的起始觀測(cè)值,彌補(bǔ)探空測(cè)站起始高度與GNSS測(cè)站不一致時(shí)的天頂方向?qū)α鲗友舆tZTD,達(dá)到匹配兩者的空間分辨率的目的。

完成GNSS實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與探空測(cè)站數(shù)據(jù)的時(shí)空分辨率匹配后,繪制探空測(cè)站天頂方向?qū)α鲗友舆t隨時(shí)間的變化圖如圖3所示,分別對(duì)應(yīng)BJFS、WUHN、URUM和SHAO測(cè)站。由圖3可知,探空測(cè)站對(duì)流層延遲變化趨勢(shì)可用三角函數(shù)進(jìn)行較好的擬合,ZTD在一年中的變化具有明顯的季節(jié)性,在氣溫高的季節(jié)較氣溫低的季節(jié)有明顯的提升。這導(dǎo)致了許多對(duì)流層誤差模型精度不穩(wěn)定,難以做到精確化。因此,研究實(shí)測(cè)GNSS數(shù)據(jù)提供的對(duì)流層延遲的精度非常必要。

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