本文關(guān)鍵詞：基于CORS參考站對區(qū)域水汽的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水汽是地球大氣中的重要組成部分,雖然在整個大氣中所占比例僅為0.1%-3%,但它卻是大氣中最活躍的組成部分,其時空分布和變化相當(dāng)復(fù)雜。地球上的許多天氣變化與自然災(zāi)害的發(fā)生與大氣的水汽含量有著密切的關(guān)系。常規(guī)的大氣水汽探測手段受探測技術(shù)的限制,很難獲取高時空分辨率及高精度的大氣水汽分布信息。因此,有效獲取高精度、高時空分辨率的大氣水汽信息對準(zhǔn)確分析中小尺度惡劣天氣的形成和演變,并及時對天氣的預(yù)報和防災(zāi)減災(zāi)具有重要指導(dǎo)作用。本論文圍繞著以下各方面內(nèi)容展開研究： 1、介紹了GPS水汽反演的方法及理論依據(jù),為后續(xù)的層析香港地區(qū)大氣水汽提供理論基礎(chǔ)。 2、本文以香港CORS站采集的觀測數(shù)據(jù)作為研究基礎(chǔ),采用BERNESE軟件解算各個測站的天頂濕延遲,反演至每個測站的天頂方向上大氣可降水量PWV,將HKSC站反演的大氣可降水量PWV與其最近的京士柏探空站反演的結(jié)果進(jìn)行對比分析。研究分析了GPS反演天頂濕延遲的誤差,以BERNESE軟件作為數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)并通過實驗對采用不同星歷和海潮模型改正對天頂濕延遲影響進(jìn)行分析。 3、針對在層析方程解算中,采用傳統(tǒng)最小二乘法在稀疏矩陣求逆的不足,本文研究了迭代重構(gòu)算法在層析解算中的應(yīng)用,同時對MART算法進(jìn)行修正,并將其應(yīng)用于層析方程的解算。研究結(jié)果表明：采用修正的MART算法能夠用于層析方程的解算。 4、為了研究垂直分辨率對層析結(jié)果的影響,設(shè)計了采用垂直分辨率分別為425m和850m對香港區(qū)域進(jìn)行三維水汽層析。實驗結(jié)果表明：采用425m的垂直分辨率更符合大氣水汽的分布特性。 5、為了研究垂直先驗信息對層析結(jié)果的影響,設(shè)計了兩種方案,方案一：選用層析時刻前五天的探空資料的平均值作為垂直先驗信息；方案二：選用層析時刻上次最近一次探空資料作為垂直先驗信息,并將兩種方案用于水汽層析的實驗。實驗結(jié)果表明：選用方案一對大氣水汽分布具有一定的改善作用。 6、針對香港衛(wèi)星定位參考站網(wǎng)的接收機可以同時接收GPS與GLONASS衛(wèi)星信號,提出了將GLONASS融合GPS衛(wèi)星信號應(yīng)用于大氣水汽層析中,研究了采用融合衛(wèi)星信號對大氣水汽層析的改善效果。研究結(jié)果表明：與單GPS相比,采用融合的衛(wèi)星信號在穿過層析區(qū)域內(nèi)格網(wǎng)的數(shù)目有一定的提高,但在水汽層析結(jié)果方面改善作用并不明顯。
【關(guān)鍵詞】：香港CORS站 垂直分辨率 三維層析 先驗垂直信息 MART算法
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：P228.4;P412.13
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 研究背景與意義11-12
• 1.1.1 大氣中水汽的重要性11
• 1.1.2 對流層誤差對GPS定位精度的影響11
• 1.1.3 GPS探測大氣水汽技術(shù)與常規(guī)大氣探測手段的比較11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢12-14
• 1.3 本文的組織結(jié)構(gòu)14-16
• 第2章 GPS探測大氣水汽技術(shù)基礎(chǔ)16-27
• 2.1 GPS氣象學(xué)簡介16
• 2.2 地基GPS反演大氣水汽基本原理16-24
• 2.2.1 大氣對GPS信號的影響16-18
• 2.2.2 GPS信號傳播中的誤差18-19
• 2.2.3 常用的對流層延遲改正模型19-21
• 2.2.4 常用的投影函數(shù)21-24
• 2.3 大氣天頂頂延遲及其解算24-27
• 2.3.1 GPS數(shù)據(jù)處理軟件24-27
• 第3章 基于香港CORS站測定可降水量PWV27-38
• 3.1 香港衛(wèi)星定位參考站網(wǎng)簡介27-31
• 3.1.1 天頂濕延遲的解算27-28
• 3.1.2 解算結(jié)果的評價指標(biāo)28-31
• 3.2 可降水量的計算及分析31-35
• 3.2.1 求解對流層參數(shù)界面的特殊設(shè)置31
• 3.2.2 香港可降水量計算及分析31-33
• 3.2.3 地基GPS反演水汽結(jié)果精度的檢驗33-35
• 3.3 天頂濕延遲的影響因素35-38
• 3.3.1 海潮負(fù)荷對天頂濕延遲ZWD的影響35-36
• 3.3.2 衛(wèi)星軌道精度對天頂濕延遲ZWD的影響36-38
• 第4章 斜路徑方向可降水量的計算及層析技術(shù)38-47
• 4.1 斜路徑大氣濕延遲和可降水量的計算38-40
• 4.1.1 求解斜路徑方向上大氣濕延遲量38-39
• 4.1.2 斜路徑可降水量SWV的計算39
• 4.1.3 計算結(jié)果分析39-40
• 4.2 大氣三維層析技術(shù)40-41
• 4.2.1 大氣三維層析的原理40-41
• 4.2.2 大氣三維層析網(wǎng)格劃分的方法41
• 4.3 GPS層析大氣水汽41-47
• 4.3.1 建立層析觀測方程41-43
• 4.3.2 層析觀測方程的約束條件43-45
• 4.3.3 層析觀測方程的解法45-47
• 第5章 香港衛(wèi)星定位參考站網(wǎng)層析大氣水汽實驗47-60
• 5.1 數(shù)據(jù)與方法47-48
• 5.2 水汽層析的結(jié)果分析48-60
• 5.2.1 算法實驗的結(jié)果分析48-49
• 5.2.2 垂直分辨率對GPS層析結(jié)果的影響49-56
• 5.2.3 不同垂直先驗值的GPS層析結(jié)果分析56-57
• 5.2.4 單GPS和GLONASS+GPS模式下層析結(jié)果比較57-60
• 第6章 結(jié)論與展望60-62
• 6.1 主要結(jié)論60-61
• 6.2 不足和展望61-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：375438