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基于CORS系统的区域大气水汽含量的研究

作　者: 杨晓磊
导　师: 施昆
学　校: 昆明理工大学
专　业: 大地测量学与测量工程
关键词: 地基GPS气象学 大气折射 加权平均温度 大气可降水汽反演
分类号: P228.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


人们对水汽时间变化和空间分布的认识常受到了常规大气水汽探测手段的时空分辨率极大制约,水汽信息的欠缺对灾害性的天气预报特别是暴雨短时临近预报有很大的影响,也限制了数值天气预报中降水量的预报精度。因此,气象预报如何用新的技术手段精确测量大气水汽含量,是一个值得探讨的问题。GPS技术为探测大气水汽提供了一种全新的手段,它具有精度高、成本低、实时、连续、不受天气状况影响等优点,是传统大气水汽观测手段的补充。本论文主要研究利用基于CORS系统的数据进行大气可降水量测定的理论、方法以及误差分析,而数据处理过程以及计算结果的分析,是本文的重中之重,并且通过对结果的分析,得到了有益的结论。主要的研究内容有：1、阐述了国内外CORS系统的研究动态,地基GPS气象学技术以及国内外的研究动态。2、介绍了水汽监测的重要性,传统的探测大气水汽的手段以及不足,重点说明了地基GPS探测大气水汽的特点以及优势,并对GPS反演大气水汽含量的过程进行了论述。3、阐述了大气折射的基础知识、对流层折射率模型、对流层折射模型以及映射函数。4、对地基GPS数据探测大气水汽含量过程中的各种误差进行了分析。5、本文的一个重点就是将加权平均温度局地化,利用昆明2008年的探空资料,通过统计的方法,建立一元线性回归方程,并对其精度进行分析。除此之外,对Bevis经验公式的适用性进行了分析。6、本文的另一个重点就是利用KMCORS系统数据,再加入国内的IGS站数据,初步试验大气水汽含量的测定过程,以得到对流层的延迟,对其结果及精度进行分析。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-9
第一章 引言  9-18
  1.1 GPS系统简介  9-11
    1.1.1 空间部分  9-10
    1.1.2 地面控制部分  10
    1.1.3 用户部分  10-11
  1.2 CORS系统  11-14
    1.2.1 国外CORS系统研究动态  11-13
    1.2.2 国内CORS系统的研究动态  13
    1.2.3 昆明CORS系统  13-14
  1.3 地基GPS气象学  14-16
    1.3.1 GPS气象学技术  14-15
    1.3.2 地基GPS气象学的研究动态  15-16
  1.4 本文研究的内容  16-17
  1.5 本文研究的意义  17-18
第二章 GPS气象学  18-23
  2.1 水汽监测的重要性  18
  2.2 大气水汽常规探测手段及特点  18-20
  2.3 地基GPS探测大气的特点及优势  20-21
  2.4 地基GPS技术存在的主要问题  21
  2.5 GPS反演大气水汽含量的步骤  21-23
第三章 对流层模型  23-42
  3.1 大气折射基础  23-24
  3.2 对流层折射率模型  24-28
  3.3 对流层折射改正  28-37
    3.3.1 对流层折射改正模型  28-31
    3.3.2 映射函数  31-37
  3.4 天顶静力延迟模型  37-42
第四章 加权平均温度局地计算模型  42-56
  4.1 对流层加权平均温度计算方法  42-45
  4.2 加权平均温度局地计算模型的建立  45-47
  4.3 昆明加权平均温度的模型建立  47-56
    4.3.1 加权平均温度与地面气象要素的关系  49-52
    4.3.2 昆明加权平均温度模型建立与误差分析  52-54
    4.3.3 利用Bevis经验模型的误差分析  54-56
第五章 地基GPS反演大气水汽含量的误差分析  56-64
  5.1 对流层天顶总延迟(ZTD)的误差  56-61
    5.1.1 与卫星有关的误差  56-59
    5.1.2 信号传播误差  59-60
    5.1.3 观测误差和仪器误差  60-61
  5.2 天顶静力延迟误差  61-62
  5.3 水汽计算误差  62-64
第六章 大气可降水量的反演  64-81
  6.1 数据处理软件介绍  64-67
    6.1.1 GAMIT介绍  64-66
    6.1.2 Bernese GPS Software  66
    6.1.3 GAMIT处理数据时考虑的模型和参数  66-67
  6.2 数据处理过程  67-75
    6.2.1 数据的准备  68-70
    6.2.2 GAMIT分析处理各时段的解  70-71
    6.2.3 数据解算的质量分析  71-74
    6.2.4 GLOBK各时段综合解算  74
    6.2.5 GAMIT计算大气可降水量  74-75
  6.3 CORS各站的水汽计算结果与分析  75-81
第七章 结论与展望  81-83
  7.1 论文总结  81-82
  7.2 问题与展望  82-83
致谢  83-84
参考文献  84-87
附录A  87-88
在攻读硕士期间发表的学术论文  88

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 测绘学 > 大地测量学 > 卫星大地测量与空间大地测量 > 全球定位系统（GPS）
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