利用GPAS解算不同氣象模型反演大氣降水精度檢驗
發(fā)布時間:2022-01-23 15:04
針對GNSS氣象學(xué)中大氣可降水量在局域不同氣象模型的差異,該文選取香港12個CORS站2017—2018年兩年的觀測數(shù)據(jù),借助中國測繪科學(xué)研究院自主研發(fā)的高精度GNSS數(shù)據(jù)處理軟件(GPAS),分別采用實測氣象數(shù)據(jù)、GPT模型以及標準海平面氣象模型進行大氣可降水量(PWV)反演,探究各個模型精度。以探空數(shù)據(jù)為參考,對3種方案解算的GPS/PWV進行年、季度、月綜合對比和精度分析。結(jié)果表明:香港地區(qū)PWV值呈現(xiàn)出夏季大、冬季小的特征;3種方案的GPS/PWV與RAD/PWV具有很好的相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)均超過0.97;其中利用實測氣象數(shù)據(jù)精度最高,標準海平面模型精度最低,尤其當天氣狀況比較復(fù)雜時候(PWV>60 mm)精度相差較大;GPT模型和實測數(shù)據(jù)的平均偏差都小于1 mm,均方差均小于1.9 mm,在缺少地面氣象數(shù)據(jù)的時間段或沒有地面氣象數(shù)據(jù)的測站上,利用GPT模型數(shù)據(jù)能夠取得較為理想的PWV反演結(jié)果。
【文章來源】:測繪科學(xué). 2020,45(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:7 頁
【部分圖文】:
IGS測站分布
本文中選取香港地區(qū)12個CORS站2017—2018年連續(xù)兩年的觀測數(shù)據(jù),并聯(lián)合全球40個IGS跟蹤站同時段的觀測數(shù)據(jù)進行PWV解算。探空數(shù)據(jù)來源于美國懷俄明州立大學(xué)網(wǎng)站(http://weather.uwyo.edu/wyoming/)。香港地區(qū)CORS站可全天候接收GNSS衛(wèi)星信號,觀測區(qū)域覆蓋香港全境,測站分布如圖1。由于測站相距較近,對流層延遲相關(guān)性較高,所以引入全球分布均勻、連續(xù)性較好的IGS站約束其相關(guān)性統(tǒng)一解算,測站選取如圖2。圖2 IGS測站分布
將GPS/PWV、RAD/PWV與香港實際降水量進行時間匹配,如圖4?梢郧宄吹綆缀趺看螌嶋H降水前,PWV值都有明顯地大幅升高,降雨前并一直處于高值階段,尤其是夏季中降水過程頻繁的階段。當PWV值從任意一個谷點持續(xù)上升并超過一定閾值時,大部分會產(chǎn)生降水,表明足夠的水汽有助于降水的發(fā)生。大多數(shù)降水發(fā)生以后,由于水汽在短時間內(nèi)無法聚集補充,PWV值便從峰值開始下降。綜上結(jié)果表明:PWV對降水預(yù)報具有較大相關(guān)性。圖5給出了HKSC測站中GPS/PWV與RAD/PWV的差值時間序列。一共4 176個樣本數(shù)據(jù),差值絕對值小于3 mm的共3 186個樣本,總計76.35%。方案1中樣本一共1 388個,方案2中總共1 394個,方案3中1 394個,對應(yīng)著差值絕對值小于3 mm的樣本個數(shù)分別為1 251,1 116,819個,占比分別為89.74%,80.06%,58.75%,可見方案1的相似程度最高,方案3的偏離程度最高。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]北京地區(qū)地基GPS加權(quán)平均溫度計算本地化模型研究[J]. 朱爽. 測繪工程. 2014(04)
[2]區(qū)域CORS網(wǎng)絡(luò)增強PPP天頂對流層延遲內(nèi)插建模[J]. 張小紅,朱鋒,李盼,翟廣. 武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2013(06)
[3]海上動態(tài)GPS大氣可降水量信息反演[J]. 范士杰,劉焱雄,高興國,馮義楷,張健. 中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2012(03)
[4]基于GPS和美國環(huán)境預(yù)報中心觀測信息的InSAR大氣延遲改正方法研究[J]. 常亮. 測繪學(xué)報. 2011(05)
[5]區(qū)域精密對流層延遲建模[J]. 戴吾蛟,陳招華,匡翠林,蔡昌盛. 武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2011(04)
[6]地基GPS水汽實時監(jiān)測系統(tǒng)及其氣象業(yè)務(wù)應(yīng)用[J]. 李國平,陳嬌娜,黃丁發(fā),郭潔. 武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2009(11)
[7]區(qū)域GPS網(wǎng)實時計算可降水量的若干問題[J]. 宋淑麗,朱文耀. 中國科學(xué)院上海天文臺年刊. 2003(00)
[8]地基GPS技術(shù)遙感香港地區(qū)大氣水汽含量[J]. 劉焱雄,陳永奇. 武漢測繪科技大學(xué)學(xué)報. 1999(03)
博士論文
[1]地基GNSS探測2D/3D大氣水汽分布技術(shù)研究[D]. 江鵬.武漢大學(xué) 2014
本文編號:3604601
【文章來源】:測繪科學(xué). 2020,45(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:7 頁
【部分圖文】:
IGS測站分布
本文中選取香港地區(qū)12個CORS站2017—2018年連續(xù)兩年的觀測數(shù)據(jù),并聯(lián)合全球40個IGS跟蹤站同時段的觀測數(shù)據(jù)進行PWV解算。探空數(shù)據(jù)來源于美國懷俄明州立大學(xué)網(wǎng)站(http://weather.uwyo.edu/wyoming/)。香港地區(qū)CORS站可全天候接收GNSS衛(wèi)星信號,觀測區(qū)域覆蓋香港全境,測站分布如圖1。由于測站相距較近,對流層延遲相關(guān)性較高,所以引入全球分布均勻、連續(xù)性較好的IGS站約束其相關(guān)性統(tǒng)一解算,測站選取如圖2。圖2 IGS測站分布
將GPS/PWV、RAD/PWV與香港實際降水量進行時間匹配,如圖4?梢郧宄吹綆缀趺看螌嶋H降水前,PWV值都有明顯地大幅升高,降雨前并一直處于高值階段,尤其是夏季中降水過程頻繁的階段。當PWV值從任意一個谷點持續(xù)上升并超過一定閾值時,大部分會產(chǎn)生降水,表明足夠的水汽有助于降水的發(fā)生。大多數(shù)降水發(fā)生以后,由于水汽在短時間內(nèi)無法聚集補充,PWV值便從峰值開始下降。綜上結(jié)果表明:PWV對降水預(yù)報具有較大相關(guān)性。圖5給出了HKSC測站中GPS/PWV與RAD/PWV的差值時間序列。一共4 176個樣本數(shù)據(jù),差值絕對值小于3 mm的共3 186個樣本,總計76.35%。方案1中樣本一共1 388個,方案2中總共1 394個,方案3中1 394個,對應(yīng)著差值絕對值小于3 mm的樣本個數(shù)分別為1 251,1 116,819個,占比分別為89.74%,80.06%,58.75%,可見方案1的相似程度最高,方案3的偏離程度最高。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]北京地區(qū)地基GPS加權(quán)平均溫度計算本地化模型研究[J]. 朱爽. 測繪工程. 2014(04)
[2]區(qū)域CORS網(wǎng)絡(luò)增強PPP天頂對流層延遲內(nèi)插建模[J]. 張小紅,朱鋒,李盼,翟廣. 武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2013(06)
[3]海上動態(tài)GPS大氣可降水量信息反演[J]. 范士杰,劉焱雄,高興國,馮義楷,張健. 中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2012(03)
[4]基于GPS和美國環(huán)境預(yù)報中心觀測信息的InSAR大氣延遲改正方法研究[J]. 常亮. 測繪學(xué)報. 2011(05)
[5]區(qū)域精密對流層延遲建模[J]. 戴吾蛟,陳招華,匡翠林,蔡昌盛. 武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2011(04)
[6]地基GPS水汽實時監(jiān)測系統(tǒng)及其氣象業(yè)務(wù)應(yīng)用[J]. 李國平,陳嬌娜,黃丁發(fā),郭潔. 武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2009(11)
[7]區(qū)域GPS網(wǎng)實時計算可降水量的若干問題[J]. 宋淑麗,朱文耀. 中國科學(xué)院上海天文臺年刊. 2003(00)
[8]地基GPS技術(shù)遙感香港地區(qū)大氣水汽含量[J]. 劉焱雄,陳永奇. 武漢測繪科技大學(xué)學(xué)報. 1999(03)
博士論文
[1]地基GNSS探測2D/3D大氣水汽分布技術(shù)研究[D]. 江鵬.武漢大學(xué) 2014
本文編號:3604601
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