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中国区域ERA5-ZTD/PWV精度评估与台风事件响应研究
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作者 连达军 何琦敏 +2 位作者 李黎 富尔江 张克非 《灾害学》 CSCD 北大核心 2024年第1期23-28,共6页
再分析数据能够提供多种历史气象数据同化产品,为了评估欧洲中期天气预报中心的最新一代ERA5再分析数据集估计的天顶对流层延迟(Zenith Tropospheric Delay,ZTD)和大气可降水量(Precipitable Water Vapor,PWV)产品在中国区域的精度,利用... 再分析数据能够提供多种历史气象数据同化产品,为了评估欧洲中期天气预报中心的最新一代ERA5再分析数据集估计的天顶对流层延迟(Zenith Tropospheric Delay,ZTD)和大气可降水量(Precipitable Water Vapor,PWV)产品在中国区域的精度,利用2017—2019年中国区域内14个全球导航卫星系统地面监测站和89个探空站反演的ZTD和PWV数据分别对ERA5-ZTD和ERA5-PWV精度进行了评估。结果表明,除青藏地区的站点外,ERA5-ZTD的精度分布较为均匀,平均Bias、RMSE和STD分别为-6.3 mm、19.3 mm和17.5 mm;ERA5-PWV的精度分布呈现西部内陆高和东南沿海低的趋势,平均Bias、RMSE和STD分别为0.3 mm,2.9 mm和2.7 mm。此外,在研究2019年“利奇马”台风期间ZTD和PWV的时空分布中,提出了使用水汽到达时间差的方法定量估计台风的水汽移动速度。得到台风期间ZTD和PWV具有相同的空间分布规律,且移动方向与台风的移动路径方向是一致的,估计的水汽平均移动速度为12.4 km/h,与台风的平均移动速度16.1 km/h非常接近。因此,ERA5-ZTD/PWV在中国区域内具有较高的精度,ZTD和PWV可作为重要气象因子为台风的预警预报研究提供重要参考。 展开更多
关键词 ERA5 全球导航卫星系统 对流层延迟 水汽 台风
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智能化测量学教学辅助系统与组卷策略的设计及研究
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作者 何琦敏 宋康明 +3 位作者 李黎 连达军 富尔江 张克非 《苏州科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第1期61-68,共8页
针对当前计算机教学辅助系统中存在的组卷难度和题型比例不合理等问题,以测量学课程为例,提出了多约束条件的组合优化模型,解决了自动化组卷的多指标参数问题,为实现科学的组卷策略提供参考依据。该模型综合考虑试卷的总分、难度、曝光... 针对当前计算机教学辅助系统中存在的组卷难度和题型比例不合理等问题,以测量学课程为例,提出了多约束条件的组合优化模型,解决了自动化组卷的多指标参数问题,为实现科学的组卷策略提供参考依据。该模型综合考虑试卷的总分、难度、曝光率、题型比例、章节知识量、培养目标等多个方面的要求进行量化加权,建立了智能化组卷的总约束方程,构建了多参数约束的组合优化模型。采用计算机模拟仿真的方法建立了题库,分析了三种启发式搜索算法求解模型的解算精度和效率。结果表明,利用遗传算法实现的自动化组卷的整体精度和效率更高,在总分、难度、曝光率、题型比例、章节知识量和培养目标方面的平均偏差分别为0.2%.0.074、0.1%6.1%、8.2%和9.6%,迭代次数在230次以内基本能够达到最优解。 展开更多
关键词 教学辅助系统 启发式搜索算法 测量学 组合优化模型 遗传算法
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顾及高程的南极洲GNSS可降水量K值模型
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作者 王锦 李黎 +3 位作者 张敏 许思怡 卢厚贤 何琦敏 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期102-111,共10页
针对南极洲地区水汽资料匮乏且时空分辨率低的问题,提出顾及高程的南极洲GNSS可降水量K值模型:基于全球卫星导航系统(GNSS)获取的大气可降水量(PWV),利用2015—2021年南极洲地区的8个探空站资料,通过数值积分法计算水汽转换系数(K值),用... 针对南极洲地区水汽资料匮乏且时空分辨率低的问题,提出顾及高程的南极洲GNSS可降水量K值模型:基于全球卫星导航系统(GNSS)获取的大气可降水量(PWV),利用2015—2021年南极洲地区的8个探空站资料,通过数值积分法计算水汽转换系数(K值),用2015—2017年的K值建立Emardson-I模型与顾及高程的Emardson-H模型;并用2018—2021年5个探空站和4个GNSS站检验2种模型的预测精度。结果表明:就K值预报精度而言,Emardson-I模型的平均绝对偏差(MAE)和均方根(RMS)的平均值分别为0.00199和0.00247,Emardson-H模型的平均MAE和平均RMS分别为0.00179和0.00228,Emardson-H模型精度略优于Emardson-I模型;在南极洲的低海拔地区,基于Emardson-I和Emardson-H模型的GNSS-PWV精度一致,顾及高程的Emardson-H模型优势并不明显;与探空资料的PWV相比,Emardson-H模型的PWV反演精度优于Emardson-I模型。顾及高程的Emardson-H模型预测精度较高,更适用于南极洲地区的GNSS-PWV反演。 展开更多
关键词 艾默生(Emardson)模型 全球卫星导航系统(GNSS) 可降水量(PWV) 转换系数 探空资料 南极洲
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基于LightGBM算法的大气可降水量预测方法研究
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作者 卢厚贤 李锴 +3 位作者 李黎 何琦敏 余航 董州楠 《全球定位系统》 CSCD 2024年第5期110-119,共10页
大气可降水量(precipitable water vapor,PWV)为单位横截面积垂直气柱内地面至对流层顶部的液态水汽含量,可反映大气中的水汽浓度.本文首先利用2014—2019年长三角地区7个探空站资料,分析了PWV与对流层天顶总延迟(zenith tropospheric d... 大气可降水量(precipitable water vapor,PWV)为单位横截面积垂直气柱内地面至对流层顶部的液态水汽含量,可反映大气中的水汽浓度.本文首先利用2014—2019年长三角地区7个探空站资料,分析了PWV与对流层天顶总延迟(zenith tropospheric delay,ZTD)、天顶静力学延迟(zenith hydrostatic delay,ZHD)、对流层湿延迟(zenith wet delay,ZWD)、水汽压(Es)、大气压(Ps)、地面温度(Ts)、加权平均温度(Tm)之间的相关性,再基于梯度提升机(light gradient boosting machine,LightGBM)构建了一套适用于长三角地区的PWV预测模型,并分析了LightGBM-PWV模型的预测精度.结果表明,PWV与Tm、Ts、Ps、Es、ZHD、ZWD和ZTD之间的相关系数(R)分别为0.74、0.76、–0.59、0.76、–0.43、1.00和0.94;全年、分季度和分月LightGBM-PWV模型的平均偏差分别为0.10 mm、0.11 mm和0.12 mm,均方根误差(root mean square error,RMSE)分别为0.25 mm、0.26 mm和0.31 mm,模型精度依次递减,异于传统线性拟合PWV模型;全年LightGBM-PWV预测模型精度最高,可用于长三角地区的GNSS-PWV预测、分析和研究. 展开更多
关键词 LightGBM 大气可降水量(PWV) 长三角地区
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地基GNSS水汽反演及其在极端天气中的应用研究
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作者 何琦敏 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期1610-1610,共1页
全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)作为一项颠覆性的导航技术,在诸多重要领域(如测绘、气象、交通、环境和农业等)都得到了广泛的应用。GNSS作为一种新型的水汽探测手段,具有重要的研究前景和应用潜力。它克... 全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)作为一项颠覆性的导航技术,在诸多重要领域(如测绘、气象、交通、环境和农业等)都得到了广泛的应用。GNSS作为一种新型的水汽探测手段,具有重要的研究前景和应用潜力。它克服了传统气象观测水汽的诸多缺点(成本高、时间分辨率低、仪器偏差与漂移影响较大、易受天气影响等),能够实时反映大气环境的变化规律,全天候地获取全球大气水汽信息。然而,GNSS气象学作为一项快速发展的学科,在多尺度的天气灾害事件监测与预报模型的应用研究中还很有限。 展开更多
关键词 天气灾害 气象观测 全球导航卫星系统 水汽反演 仪器偏差 极端天气 时间分辨率 导航技术
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利用GPT3模型的GNSS⁃PWV计算方法 被引量:2
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作者 高颖 许思怡 +3 位作者 李黎 卢厚贤 何琦敏 王晓明 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2023年第3期44-48,103,共6页
针对部分GNSS测站缺乏实测气象参数时无法实时计算可降水量(PWV)的问题,本文以长三角地区为例提出一种将GPT3模型参数与GNSS对流层总延迟(ZTD)融合获取高精度PWV的新方法。研究结果表明,GPT3模型的气象参数和各类对流层延迟参数在长三... 针对部分GNSS测站缺乏实测气象参数时无法实时计算可降水量(PWV)的问题,本文以长三角地区为例提出一种将GPT3模型参数与GNSS对流层总延迟(ZTD)融合获取高精度PWV的新方法。研究结果表明,GPT3模型的气象参数和各类对流层延迟参数在长三角地区具有较好的稳定性和精度,融合GPT3模型的干延迟(ZHD)、加权平均温度(Tm)和GNSS⁃ZTD所得PWV的RMS为3.56 mm,接近GNSS⁃PWV的3.74 mm,远优于GPT3⁃PWV的11.12 mm。 展开更多
关键词 GNSS PWV GPT3模型 融合
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不同时空条件下RTKLib与在线PPP解算系统的ZTD精度评估 被引量:1
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作者 李黎 刘彦 +3 位作者 王迅 陈国栋 何琦敏 王晓明 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2023年第1期12-17,共6页
基于精密单点定位(PPP)技术,分析RTKLib、CSRS-PPP、MagicGNSS和CGline四类PPP软件在不同时空条件下的对流层延迟ZTD精度。结果表明:1)4类PPP软件的ZTD精度由高到低依次为CSRS-PPP、MagicGNSS、RTKLib和CGline;2)不同地理位置下4类PPP... 基于精密单点定位(PPP)技术,分析RTKLib、CSRS-PPP、MagicGNSS和CGline四类PPP软件在不同时空条件下的对流层延迟ZTD精度。结果表明:1)4类PPP软件的ZTD精度由高到低依次为CSRS-PPP、MagicGNSS、RTKLib和CGline;2)不同地理位置下4类PPP软件的ZTD精度由高到低均为北半球、南半球和赤道;3)RTKLib-ZTD受季节影响较大,精度由高到低依次为夏季、春季、秋季和冬季,季节因素对其他在线解算系统的ZTD精度影响较小。总体而言,4类PPP软件的ZTD平均精度均优于1 cm,满足当前GNSS气象学的后处理及实时应用需求。 展开更多
关键词 精密单点定位 对流层延迟 RTKLib 在线解算 时间序列
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GNSS+GIS远程滑坡实时监测系统方案设计 被引量:5
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作者 肖海平 陈兰兰 +2 位作者 郭广礼 刘小生 何琦敏 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2018年第5期116-119,共4页
随着矿山企业的不断开采,我国出现了大量的高陡露天边坡,受到多种要素的影响,给人民带来了巨大的生命财产安全隐患。本文针对现有边坡软件模型的预报可靠性与响应度难题,根据GNSS/GIS集成特点,结合现有互联网通信、空间信息等技术,提出... 随着矿山企业的不断开采,我国出现了大量的高陡露天边坡,受到多种要素的影响,给人民带来了巨大的生命财产安全隐患。本文针对现有边坡软件模型的预报可靠性与响应度难题,根据GNSS/GIS集成特点,结合现有互联网通信、空间信息等技术,提出远程滑坡系统的整体架构模型,设计灾害预警关键组合模型算法,分析软件的功能需求与主要技术内容,最后在GIS系统支持下对空间信息进行分析和三维显示,实现了GNSS与GIS基于技术的集成。系统的设计与开发为边坡实时监测研究提供了技术支持,具有一定的理论意义和现实价值,能够为相关研究提供参考。 展开更多
关键词 远程滑坡 GNSS/GIS集成 灾害预警 三维可视化
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IAGA模型支持下的灾区基站组网优化 被引量:2
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作者 何琦敏 王坚 +3 位作者 敖佳敏 余航 徐博 杨海潮 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2017年第8期7-12,共6页
根据矿井、失火办公大楼等灾区自然环境特征,结合基站信号多重覆盖的特点,提出了一种改进自适应遗传算法(IAGA),对基站组网部署进行优化。首先介绍灾害环境下的时间到达差算法(TDOA),用精度因子(DOP)刻画精度指标,提出了基站组网部署原... 根据矿井、失火办公大楼等灾区自然环境特征,结合基站信号多重覆盖的特点,提出了一种改进自适应遗传算法(IAGA),对基站组网部署进行优化。首先介绍灾害环境下的时间到达差算法(TDOA),用精度因子(DOP)刻画精度指标,提出了基站组网部署原则,以定位综合性能作为目标函数求解基站坐标。仿真试验表明,IAGA模型能够较好地应用于应急组网优化的部署,该算法基本能够达到最优解或次优解。 展开更多
关键词 改进自适应遗传算法 基站组网优化 时间到达差算法 精度因子 定位综合性能
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一种基于仓库物流定位传感器布设方案 被引量:3
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作者 何琦敏 王坚 《激光杂志》 北大核心 2017年第4期113-117,共5页
基于仓库物流、大型超市等室内宽阔空间的几何特征,提出了一种方形的三维覆盖布设方案。分析三维覆盖率的影响因素,并依据时间到达(TOA)定位算法,使用空间几何精度因子(PDOP)来评价定位精度。最后通过模拟仿真实验,分析当传感器的间距... 基于仓库物流、大型超市等室内宽阔空间的几何特征,提出了一种方形的三维覆盖布设方案。分析三维覆盖率的影响因素,并依据时间到达(TOA)定位算法,使用空间几何精度因子(PDOP)来评价定位精度。最后通过模拟仿真实验,分析当传感器的间距、高度变化时,PDOP值的空间分布规律。实验结果表明,在模拟的宽阔室内环境下,通过传感器的间距和高度变化先后的PDOP值分布情况,对方形布设方案进行优化,可以得到理想的定位精度。 展开更多
关键词 宽阔空间 三维覆盖 时间到达差 几何精度因子 方形布设
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地基GNSS大气水汽探测遥感研究进展和展望 被引量:20
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作者 张克非 李浩博 +6 位作者 王晓明 朱丹彤 何琦敏 李龙江 胡安东 郑南山 李怀展 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期1172-1191,共20页
大气水汽是表征极端天气事件和气候变化的重要参数,准确监测与分析水汽含量对于精准预测各类灾害性天气事件与研究气候变化具有显著意义。作为新兴的大气水汽探测方法,GNSS大气水汽探测技术得到了广泛的关注与应用研究,随着多频多模GNS... 大气水汽是表征极端天气事件和气候变化的重要参数,准确监测与分析水汽含量对于精准预测各类灾害性天气事件与研究气候变化具有显著意义。作为新兴的大气水汽探测方法,GNSS大气水汽探测技术得到了广泛的关注与应用研究,随着多频多模GNSS系统的发展,全球服务能力的逐步完备和地面基础设施的不断加强,地基GNSS大气水汽探测遥感技术水平得到显著提升,为基于空间大数据揭示气候变化、极端天气过程提供了强有力的数据支撑和发展契机。本文首先系统阐述了GNSS大气水汽探测遥感技术及其应用的发展过程;然后介绍了近年来包括对流层延迟、大气可降水量等多类型GNSS大气参数高精度反演的研究进展,特别是对GNSS大气反演在极端天气短临预报及气候变化现象解释两个方向的研究工作进行了科学探析;最后,阐明了GNSS大气水汽探测遥感技术面临的主要挑战及未来研究展望。 展开更多
关键词 地基GNSS 大气遥感 大气探测 极端天气 气候变化
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BDS-3多频点伪距单点定位性能研究 被引量:30
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作者 张乾坤 刘小生 何琦敏 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2020年第1期71-75,共5页
针对目前有关北斗三号系统伪距单点定位研究较少,未对三号系统多个频点的定位性能进行对比分析的现状,本文利用实测数据对三号系统多个频点的定位性能进行了研究,并联合BDS-2、Galileo进行了同频伪距单点定位试验,统计分析了组合定位多... 针对目前有关北斗三号系统伪距单点定位研究较少,未对三号系统多个频点的定位性能进行对比分析的现状,本文利用实测数据对三号系统多个频点的定位性能进行了研究,并联合BDS-2、Galileo进行了同频伪距单点定位试验,统计分析了组合定位多个频点的同频定位结果。试验结果表明:目前三号系统单独定位能力有限,不适合单独定位;BDS-3/Galileo同频组合定位可以弥补BDS-3新频点单频定位时卫星个数不足、数据不完整导致的定位精度过差的情况,同时能够提高Galileo的定位精度;BDS-2/3的B3I频点与BDS/Galileo组合的B2b频点的定位精度均与GPS的L1频点的定位精度相当。 展开更多
关键词 北斗三号系统 单点定位 同频组合 可见卫星数 精度衰减因子
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基于PWV到达时间差估计台风运动状态的四参数模型
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作者 何琦敏 张克非 +5 位作者 李黎 连达军 赵伟 陈国栋 富尔江 王瑞 《测绘学报》 EI 2024年第11期2125-2137,共13页
台风是一种严重影响人类生产和活动的灾害性天气,台风状态的有效监测对保障人类生命安全和减少财产损失具有重要意义。水汽是台风发展的主要原动力,本文提出了一种基于大气可降水量(PWV)到达时间差估计台风运动状态的四参数模型,该模型... 台风是一种严重影响人类生产和活动的灾害性天气,台风状态的有效监测对保障人类生命安全和减少财产损失具有重要意义。水汽是台风发展的主要原动力,本文提出了一种基于大气可降水量(PWV)到达时间差估计台风运动状态的四参数模型,该模型需要台风路径附近多个站点的PWV时间序列作为输入,台风的初始线速度、初始方向角、线加速度和角速度作为输出,进而可推算路径方向上任意时刻的台风线速度和方向角参数。以2019年中国区域“利奇马”和“白鹿”台风作为研究案例,首先,利用中国区域的全球导航卫星系统地面监测站和探空站反演的PWV产品,对用于估计台风运动状态的欧洲中期天气预报中心ERA5再分析资料得到的PWV产品进行精度评估;然后,分析了台风期间PWV空间分布和时间序列特征,研究了台风和水汽的移动趋势及其关系;最后,以中国气象局和浙江政务服务网提供的台风产品作为参考,对基于PWV到达时间差的四参数模型估计的“利奇马”和“白鹿”台风线速度和方向角进行了评估。评估结果显示,与中国气象局台风产品对比,本文模型估计的台风线速度和方向角平均Bias、RMSE、STD分别为0.25、6.39、6.38km/h和4.68°、21.59°、20.83°;与浙江政务服务网台风产品对比,本文模型估计的台风线速度平均Bias、RMSE、STD分别为2.23、5.41、4.27km/h。上述结果表明,基于PWV到达时间差的四参数模型能够反映台风的水汽运移规律,为监测台风活动提供一种补充方法。 展开更多
关键词 台风监测 ERA5 PWV到达时间差 GNSS 探空站
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化解进餐时解便的“难题”
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作者 何琦敏 《儿童与健康》 2010年第6期53-54,共2页
“何姐姐,我要去解便。”安静地进餐环境突然传来一阵清脆的声音,“去吧!”我答应着。“老师我也要去!”“去吧!”我嘴上答应着,心里却嘀咕着:进餐前他们已经去过卫生间了,为什么又要去了呢?进餐还不到十分钟就有六个孩子去解便... “何姐姐,我要去解便。”安静地进餐环境突然传来一阵清脆的声音,“去吧!”我答应着。“老师我也要去!”“去吧!”我嘴上答应着,心里却嘀咕着:进餐前他们已经去过卫生间了,为什么又要去了呢?进餐还不到十分钟就有六个孩子去解便,这是什么原因呢? 展开更多
关键词 进餐时间 个人卫生 幼儿教育 卫生间
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