GPS气象学中垂直干分量延时的精确确定(英文)

确定大气中可降水分的含量是 GPS气象学的目的之一。可降水分含量对应于 GPS信号中湿分量延时。现有高精度 GPS软件包只能提供天顶方向的对流层延时 ,但是 ,对流层延时由干分量和湿分量延时组成。因此 ,精确确定干分量延时 ,是分离湿分量延时的关键 ,也是GPS气象学中必不可少的工作。 现有 3种经验模型计算垂直干分量延时 ,即萨氏 (Saastamoinen)模型 ,霍氏 (Hopfield)模型和布兰克 (Black)模型。它们的具体形式分别为 :dz S=0 .2 2 77PF(φ,H )F(φ,H )≡ 1 -0 .0 0 2 6cos(2φ) -0 .0 0 0 2 8H (1 )dz H=1 .5 5 2 (h-H ) PTh≡ 40 .0 82 + 0 .1 4898(T-2 73 .1 6) (2 )dz B=0 .2 3 43 (T-4 .1 2 ) PT (3 )式中 ,垂直干分量延时的单位是 cm;P为气压 ,T为绝对温度 ,H为测站海拔高 ,φ是测站纬度 ;下标 S,H和 B分别代表萨氏 ,霍氏和布兰克模型。现有文献简单认为以上 3种模型没有误差[1,12 ] ,或几毫米的误差[2 ,4～ 6 ,10 ] ,没有详细讨论这些模型的精度。 3种模型中 ,垂直干分量延时是气压和温度观测值的函数 ,式 (1 )～式 (3 )分别对气压和温度微分后 ,并保证其系数达到最大值 ,可以得到垂直干分量延时与气压及温度的微分关系。由此得到 :如果?

局部地区对流层大气垂直干延迟的模型改正

干延迟的精确确定对GPS气象中解算可降水分含量有很重要的作用。根据武汉和探空站Kingspark的探空资料,计算了这两地的实际干延迟量。在这些资料的基础上,用回归分析的方法对这两地的干延迟算式进行了建模和分析,发现该算式的精度优于其他模型。

GPS测量中天顶干延迟的计算方法的研究

大气可降水份的估计是地基GPS气象学的一个主要研究方向。本文介绍了大气折射对GPS测量的影响,简介了两种常用的天顶干延迟分量模型——Saastamoinen模型和Hopfield模型和各种模型的特点。通过对北京、乌鲁木齐、拉萨3个IGS站的气象数据对这两个的天顶延迟干分量模型进行了分析总结。

利用地基GPS技术反演武汉地区大气可降水分

利用武汉地区的探空资料和GPS实测数据,对对流层干分量延迟、对流层加权平均温度进行了检验分析。结果表明,对于武汉地区而言,常用的大气干分量延迟模型(SAAS,Hopfield and Black)存在着1-2 cm的系统误差,这在利用GPS资料估算大气可降水分(PWV)时会引入2-3 mm的误差;对流层加权平均温度与常用的Bevis公式也存在着一定的差异,但这种差异对PWV 结果影响很小。为此,提出了校正对流层干分量延迟的方法,并利用实测数据对该方法进行了检验.实践证明,这种校正方法基本上可以消除常用干分量模型的系统误差。

用GPS监测城市地面沉降的可行性研究

研究了用GPS观测取代常规水准测量方法监测城市地面沉降变化的可行性。在宁波市进行了两期GPS测量和水准测量 ,观测中并采取一定的措施以获得高精度的高程分量。顾及到对流层延迟的影响 ,采用Saas tamoinen模型改正对流层延迟的干分量部分 ,用分段线性方法来估计对流层的湿分量变化。用Bernese软件对数据进行处理 ,获得了毫米级的高程精度。实际算例证明 ,用GPS测量代替水准测量来监测城市地面沉降变化是可行的。

地基GPS准实时反演三峡地区大气可降水量的研究

探讨了利用地基GPS气象学原理反演大气可降水量(precipitable water vapor,PWV)及其变化的可行性。从理论上分析了在缺少地面气象资料时用模型估计气象元素对反演PWV的影响,分析了用IGS超快速星历代替IGS最终精密星历准实时计算PWV的可行性。利用三峡地区13个监测点连续48 h以上的跟踪数据联合国内的几个IGS站,使用GAMIT软件进行了数据处理。

基于遥感生态指数模型的杨凌农业高新技术产业示范区生态环境评价

[目的]定量揭示杨凌农业高新技术产业示范区(简称"杨凌区")生态环境质量的空间分布与变化特征,为该区及类似地区生态环境建设的规划和管理提供科学依据。[方法]本文基于Landsat8卫星影像,利用主成分分析的遥感生态模型进行分析。[结果]2013—2018年,杨凌区生态环境质量总体呈上升趋势,遥感生态指数均值由0.45升至0.50,呈上升趋势的面积为50.77km^2,占全区总面积的38%;杨凌区生态环境状况的空间分布具有向西北优而东南城区差两极扩散的趋势;干度分量对生态指数模型整体影响最大。[结论]杨凌区生态环境质量较差的区域主要集中在城区人为活动密集区和大型工业园区,体现出高度聚集的特点。在杨凌区未来规划和发展中,应控制并有效减小裸地和建设用地面积,重视生态景观和城区绿化。

利用地基GPS测定沙尘暴的含沙量

准确掌握地球大气中沙尘的分布,了解沙尘移动趋势对天气现象、气候变化、数值预报有重要的理论研究及实用价值。本文详细地论述了利用地基GPS方法观测大气中沙尘含量的原理。论述了在地基GPS技术中观测站遥测大气中沙尘含量的理论基础,建立了利用GPS观测数据计算大气层沙尘含量的理论模型,导出了相应的计算公式。

不同定义的湿位涡分析及在台风中的诊断

本文对不同定义的湿位涡做了理论分析,并利用1522号台风"彩虹"的数值模拟结果对各种湿位涡进行了诊断。主要结论有:经典湿位涡、广义湿位涡和改进湿位涡的差异主要是由不同定义的位温造成的,相当位温、广义位温和修改位温的构成均是在位温基础上添加一显含水汽的附加量;经典湿位涡、广义湿位涡和改进湿位涡的构成均能分为干、湿分量两部分,其干分量表达式相同,都与Ertel干位涡的定义一样,水物质相变潜热的影响隐含在位温中;不同定义湿位涡的本质差异表现在不同的湿分量上,湿分量的表达式中显含了水物质的作用。对台风的诊断分析发现,改进湿位涡分布与Ertel干位涡非常相似,呈现中空分布的位涡塔结构,大值区对应眼墙内侧,改进湿位涡湿分量与经典湿位涡的湿分量分布相似,只是湿分量的绝对值更小,这反映了改进湿位涡既能保持干位涡的分布特征,其分布和演变可反映台风的结构和演变,又能合理地体现水汽分布的影响,所以在台风诊断中有更广泛的应用前景。经典湿位涡在低层表现为负值,这与水汽梯度的分布关系很大,但与垂直速度、潜热加热大值区等都没有很好的匹配关系,用其分析台风结构和演变具有一定局限性;广义湿位涡其形式较复杂,仅在近饱和区域才能发挥其诊断优势。