区域大气可降水量变化的地基GPS探测研究

利用南京市地基全球定位系统(GPS)网的观测资料,分析比较不同的卫星星历、不同数量的国际GPS服务(IGS)参考站、不同的截止高度角,以及不同的映射函数模型对GPS探测大气可降水量(PWV)的影响。结果表明:使用快速预报星历,选择3个IGS参考站,采用10°以下截止高度角和VMF1映射函数模型进行区域大气可降水量解算是最优的解算策略。最后根据此解算策略,对2009年南京地区某次降雪预报的误报进行分析解释,进一步证明了利用区域GPS网监测大气可降水量可较准确地分析区域大气的天气变化,提高中小尺度天气预报精度。     

一种GNSS广播星历轨道实时改正方法

在最终及快速精密星历时延较长的前提下,提出利用广播星历及对应的超快速精密星历(观测部分)构建轨道误差序列,建立一种基于奇异谱分析(SSA)的全球卫星导航系统(GNSS)广播星历轨道实时改正方法,其目的是通过实时改正广播星历轨道,提高当前广播星历轨道的精度。以GPS卫星广播星历及其对应的超快速精密星历为例,对该方法的可行性进行了实验分析,结果表明:不同卫星、不同轨道方向的改善比是不同的;整体上看,径向、切向、法向轨道出现正改善比的卫星数占总卫星数的比率分别为86.7%、90%、93.3%。实验结果表明本方法可以用来实时改正广播星历的轨道。     

基于GAMIT中、长基线解算在CORS系统中的应用与精度分析

目的研究GAMIT对地球模型的修正和主要误差参数的估计,在CORS系统建立过程中,中、长基线解算方法使基线数据解算更精确.方法方法中利用精密星历,通过GAMIT软件解算沈阳市某地区CORS系统中的基线,与常用徕卡LGO解算出的基线数据进行对比分析.结果在中、长基线解算结果中可以看出,LGO广播星历基线标准化均方根残差σl在5.22~7.20 mm、LGO精密星历基线在σl3.02~4.18 mm、GAMIT基线σl在1.06~2.73 mm结论中、长基线解算采用广播星历精度较差,精密星历能够较好提高精度,GAMIT通过对地球模型的修正和主要误差参数的估计能够使基线数据解算更精确.     

广播星历和精密星历解算GPS基线的结果比较

分析比较了广播星历、精密星历对基线解算结果影响的差异,从理论上探讨了其对定位精度的影响。     

利用GAMIT解算珠海GPS/MET的大气可降水量

GPS探测水汽具有高精度、高分辨率、易于维护以及可全天侯观测等优点.介绍利用地基GPS资料反演大气可降水量(PWV)的原理及方法.以珠海GPS/MET为例,探讨GAMIT在ubuntu上的安装、参数表文件的设置、天顶总延迟的解算以及PWV的反演等步骤.     

北斗二号系统非核心区域定位精度影响因素分析

北斗二号系统作为一种区域定位系统在其服务核心区域内发挥了越来越重要的作用,对于北斗二号系统非核心区域定位精度影响因素的研究也变得越来越重要。本研究使用GAMIT/GLOBK软件解算由多GNSS实验项目(MGEX)提供的位于北斗二号系统非核心区的17个IGS站数据,研究了不同精密星历以及基线解算策略中的干湿映射函数、观测量选择、卫星高度截止角、对流层天顶延迟估计时间间隔对北斗二号系统在非核心区域定位精度的影响。实验结果表明:北斗二号系统非核心区域定位标准差精度达到分米级;利用GAMIT/GLOBK软件对实验区域北斗数据进行解算时,使用欧洲定轨中心(CODE)提供的精密星历,干湿映射函数采用NMF函数,观测量采用电离层约束求解宽巷模糊度,卫星高度截止角设置为12°,对流层天顶延迟估计时间间隔设置为1h,解算精度较高。制约北斗二号系统非核心区域定位精度的主要原因是非核心区域测站可观测到的北斗二号卫星数太少。研究表明,精密星历、干湿映射函数、观测量选择、卫星高度角设置和对流层天顶延迟估计时间间隔会影响北斗二号系统非核心区的定位精度,通过选择合适的精密星历和基线解算策略能够提高定位精度。     

青岛CORS站与探空站获取的大气可降水量对比分析

利用青岛市4个CORS站2014年观测资料,借助GPS高精度数据处理软件Bernese,反演大气可降水量(CORS/PWV),并与对应时段的由青岛探空站资料计算得到的大气可降水量(Radio/PWV)进行比较,CORS/PWV与Radio/PWV的精度相当,二者差异的差值(MEAN)均为毫米级,绝对值最大为3.42mm;CORS/PWV与Radio/PWV具有较高的相关性,其相关系数均在0.81以上;通过分析实际降水与PWV的变化,发现PWV的短时急剧变化与降水发生具有较好的对应关系。研究表明,CORS具有全天候、高时空分辨率及连续监测大气中水汽含量变化等优势,可有效弥补高空探测的不足,对水汽监测、气象预测研究等具有重要的参考价值。     

基于GPS可降水量反演的武汉市大雾生消研究

介绍了地基GPS大气可降水量(precipitable water vapor,PWV)反演原理。利用GAMIT软件解算IGS站数据得到PWV,用逐时分析PWV的方法研究了武汉市一月份大雾生成和消散各个阶段能见度的变化。通过分析大雾过程中PWV的变化,确定大雾所处的阶段;同时对比了一月份雾天和晴天、雨天的PWV数据,分析了雨天和雾天的湿度、温度、露点的变化特点。研究结果表明武汉地区大雾的形成是多种因素综合作用的结果。     

亚分米级精密定轨的探索

通过分析ENVISAT卫星跟踪的激光和DORIS测量数据,在完整力学模型的基础上,分别采用经验加速度修正和大气密度修正两种模式,对其进行精密轨道确定.经与精密轨道星历解进行比较,其结果达到了2~4 cm的径向轨道精度.     

GPS卫星位置解算算法研究

GPS定位中需要计算出卫星位置信息来确定用户位置。为快速准确定位,必须得到精确的卫星位置。分析了GPS广播星历,提出了一种利用广播星历和迭代法计算GPS卫星位置的方法,该方法解算速度快、准确度高。     

海上动态GPS大气可降水量信息反演

基于精密单点定位(PPP)技术,对海洋上空大气可降水量(PWV)信息反演方法进行研究。采用随机游走过程估计方法,动态模拟船载GPS接收机天顶对流层湿延迟(ZWD)在时间和空间尺度上的随机变化。利用渤海湾船载动态GPS测量数据和同步气象观测数据,结合海洋动态环境,以渤海湾MM5模式积分水汽为参考值,详细分析不同随机过程噪声约束和卫星截至高度角等因素对PWV提取精度的影响。结果表明,选取槡2～5mm/h的随机过程噪声约束以及7°～10°的卫星截至高度角,海上船载动态PWV反演结果与MM5模式积分水汽基本一致,其偏差的绝对值均小于3 mm,均方根误差优于1.2 mm。     

GPS radio occultation: A potential new data source for improvement of antarctic pressure field

Radio occultation technique, first demonstrated by the GPS/MET experiment in 1995[1], has the potential to provide improved spatial and temporal resolution in the probing of the Earth's neutral atmosphere, including pressure,temperature and water vapor profiles, in addition to traditional measurements (e.g.,radiosonde, spaceborne radiometers) and ground-based GPS networks for precipitable water vapor (PWV) measurements. This paper provides an overview of the radio occultation concept and retrieval procedure and current technical limitations including lower troposphere inhomogeneities, signal penetration, multipath, and water vapor ambiguity. The current limitations using atmospheric model pressure fields (ECMWF and NCEP) for the modeling of atmospheric mass load over Antarctica, for its separation from climate sensitive signals observed by gravity mapping satellite,GRACE, are quantified. Atmospheric pressure fields over Antarctica are poorly known and higher temporal variability of pressure causes an "aliasing" error in GRACE-observed climate-sensitive signals such as hydrology, mass balance and oceanic mass variations. In particular, comparison of ECMWF 6-hour data with the Automatic Weather Station (AWS) in Antarctica indicates mean differences of 5 hPa,and rms of 1.7 hPa, exceeding the accuracy requirement for GRACE. Aliasing effec tmanifests as high-frequency errors in GRACE-observed gravity signals and are more pronounced over Antarctica. The possibility of using current operating satellite(SAC-C, CHAMP and GRACE) occultation data to improve Antarctic surface pressure fields is proposed. Preliminary results indicate that in the absence of water vapor over Antarctica, retrieved CHAMP pressure profile agrees well with radiosonde data from Neumayer station, and that occultation signals reach near the surface.     

利用广播星历计算GPS卫星位置及误差分析

为了提高GPS卫星轨道计算的精确性和实时性,通过对GPS卫星的广播星历进行分析,利用从广播星历中获取的开普勒轨道参数和轨道摄动修正项,以2005年11月6日的R INEX格式的广播星历为例,通过编程,计算了07号卫星当天24 h的轨道位置坐标,并将其与当天的精密星历所提供的卫星轨道位置坐标进行对比,并对广播星历的轨道精度进行初步的讨论。结果表明,该方法确实提高了GPS卫星轨道位置坐标计算的精度。利用广播星历计算GPS卫星位置的误差主要是由于时间外推方法造成的。     

常压化学气相沉积制备氧化硅包敷的硫化铋纳米线

通过引入CuCl-Si混合粉末和水蒸气作为氧化硅的原料, 应用常压化学气相沉积方法, 从廉价的氯化铋和硫粉出发, 在450℃下精确控制合成了不同形态的氧化硅包敷的硫化铋纳米线, 包括具有光滑表面的纳米线和缀有硫化铋纳米珠的纳米线。利用高分辨透射电镜对产物进行了精细的表征, 讨论了精确控制合成的机制。     

利用太阳辐射计反演合肥地区的水汽含量

介绍了利用太阳辐射计-CE318近红外940nm水汽吸收通道反演水汽含量的两种方法-改进的Langley法和比值法.用改进的Langley法反演了2003年10月中旬合肥地区的水汽含量,并与气象预报的数值进行对比,其误差在10%以内.研究表明太阳辐射计是一种便携有效的水汽测量仪器.     

基于MATLAB的对流层加权平均温度模型的研究

地基GPS气象学遥感水汽的方法是通过天顶湿延迟量确定大气可降水量。两个物理量之间转换时,需要一个转换系数,而转换系数又是大气加权平均温度的函数。为了提高水汽反演精度,利用内蒙古呼和浩特市2007年6月—2008年6月一年的地面和高空资料,编写MATLAB程序拟合适合于当地的加权平均温度(Tm)模型,为其它地区地基GPS水汽反演中加权平均温度模型的研究提供参考。     

MODIS近红外资料反演大气水汽总含量

遥感反演大气水汽总含量对于研究水循环、全球气候变化、天气预报、遥感大气校正等具有重要意义。本文考虑了卫星扫描视场角的影响,实现并改进了用MODIS近红外资料反演大气水汽总含量的两通道比值反演模式,并用辐射传输模式定量讨论了误差。结果表明,反演值和探空均方根误差RMS=0.29 g/cm2,相关系数在92%。对月平均水汽分布的比较显示,反演水汽总含量与MODIS产品的分布是一致的,且更为合理。     

GMS-5水汽云图的特点及应用初探

应用辐射传输的基本原理,阐述了日本GMS-5静止气象卫星新增水汽探测通道的特点,分析了水汽云图所包含的气象信息.用红外窗区资料减去水汽资料,得到参数DT,并结合红外窗区云图资料和地面观测资料,讨论了DT与局地降雨过程及降雨量之间的关系.初步分析表明,DT与降雨存在较好的相关关系.     

Isotopic composition of atmospheric water vapor before and after the monsoon’s end in the Nagqu River Basin

Atmospheric water vapor samples were collected in the Nagqu River Basin in the middle of Tibetan Plateau between August and October in 2004. Results show that there exist some fluctuations of the δ^18O of atmospheric water vapor, especially before and after the monsoon＇s end.Moreover, the variety trend of the δ^18O of atmospheric water vapor inverse correlates with that of dew point. Precipitation events make an important effect upon the variation of δ^18O of atmospheric water vapor. During the whole sampling period, the δ^18O values of atmospheric water vapor are low while precipitation events occurred. The moisture origins w also contribute to the variation of δ^18O of atmospheric water vapor. The oceanic moisture transported by the southwest monsoon results in lower δ^18O of atmospheric water vapor in the Nagqu River Basin. Compared with the influence of the oceanic moisture, the δ^18O values, however, appear high resuiting from the effect of the continental air mass in this region.     

综合GPS和NCEP在区域降雨预报中的应用研究

利用GPS估计大气可降雨量（Precipitable Water Vapor,PWV）时,除了需要GPS观测数据外,还需要对相应的GPS测站进行气象观测.然而,我国多数GPS网是用于大地测量学的应用与研究,并未配备相应的气象传感器.针对这一情况,本文利用美国环境预报中心（NCEP）和国家大气研究中心（NCAR）联合推出的逐6h再分析资料,提出一种GPS测站附近无气象传感器时估算PWV的新方法.利用此方法对上海地区的GPS数据进行试验,结果证明,即使在GPS测站附近没有气象观测设备时,地基GPS气象学同样能够获得精度较高的PWV,可以用于区域降雨预报.