北京地区单双频地基GPS大气水汽遥测试验与研究

该文对北京地区单双频地基GPS大气水汽监测网布网依据、单频与双频地基GPS测量数据解算技术应用、GAMIT和Bernese地基GPS数据分析处理软件应用、远程遥控GPS数据采集与通讯系统、资料分析与数值同化应用等方面的工作进展进行简要介绍,重点讨论了单双频地基GPS大气水汽资料的解算技术及其应用效果。结果表明:在北京天气敏感区通过单双频地基GPS接收机合理组网布局,可构建并利用高分辨率电离层延迟订正技术将单频接收机的大气水汽监测精度提高到实用水平,为强降水天气预报提供有价值的产品。

“GPS气象应用”课程建设

GPS正逐步成为气象部门常规探测仪器,地理空间信息正更加广泛地应用于气象服务。"GPS气象应用"课程有助于拓展测绘工程专业毕业生知识结构,提高测绘工程专业毕业生就业能力。探讨了课程建设目标与建设意义、课程建设方案、知识模块与师资力量建设。

地基GPS水汽监测技术及气象业务化应用系统的研究

本研究建立了川渝地区地基GPS(global positioning system,全球定位系统)遥感水汽的本地化计算模型,开发出GPS遥感水汽的计算软件包,开展了局域地基GPS观测网遥感大气水汽的试验及业务应用,反演出30 min间隔的高时间分辨率GPS可降水量序列。评估了反演精度,研究了GPS水汽产品在气象业务应用的可行性。研发了可搭建在MICAPS(meteorological information comprehensive analysis and process system)平台上的地基GPS水汽监测业务化应用系统,实现了局域地基GPS观测网数据的实时传输、数据解算、可降水量反演和GPS水汽产品的可视化,并在气象业务部门试运行,在强降水、暴雪等灾害性天气预报中发挥了独特作用。本项目组系统性研究了GPS可降水量的时间变化、水平分布,分析了GPS可降水量与气温、气压、比湿、辐射和降雨量等地面气象要素以及与局地环流、水汽输送和循环等大气过程及地形的对应关系。研究了GPS水汽产品在几类典型灾害性天气(西南暴雨、持续性降水、冰冻雨雪、大雾)以及人工增雨中的演变特征,揭示了GPS探测水汽技术及其产品在天气预报业务中的应用方法。进行了GPS可降水量的日循环合成分析,GPS可降水量在华北暴雨、西南暴雨、华西秋雨、四川盆地夜雨等方面的应用研究,以及不同云系降雨过程、不同类型降雨过程中GPS可降水量的对比分析。例如,对不同类型降雨过程中GPS-PWV(precipitable water vapor by GPS,GPS可降水量)的比较表明,在夏季暴雨发生前5～10h,GPS-PWV的激增可很好地预示其后的强降雨天气;而对于类似秋绵雨的一般性持续降雨来说,GPS-PWV的连续大幅递增或递减并超过平均值可作为降雨开始或结束的预报依据;对于不同类型降雨天气过程GPS-PWV具有不同的日变化特点,它能及时反映水汽的局地变化特征,作为水汽异常输送中的强信号,GPS-PWV在降雨天气分析及预报中具有重要的指示意义。

全球定位系统(GPS)的最新进展(上)

首先分析了 GPS观测的主要误差源。其次 ,叙述了空基 (星载 ) GPS的科学应用 ,其中 TOPEX和 Micro L abe任务都是成功的范例。关于 GPS对于气象学的应用 (GPS/MET)方面 ,比较详细地介绍了地基 GPS/MET和空基(星载 ) GPS/MET的最新进展 ,二者处于 GPS的最新进展的前沿。

全球定位系统(GPS)的最新进展(下)

This paper deals with the recent advances in global positioning system(GPS). First of all,the principal error sources of GPS observations are analysed. Then the scientific applications of space based GPS are described,of which the TOPEX and Microlape missions are excellent examples of great success. With regard to the application of GPS to meteorology (GPS/MET),detailed description is given to earth based GPS/MET and space based GPS/MET,they stand at the front of recent advances in GPS.

上海天文台GPS气象学的研究现状

介绍了上海天文台GPS气象学的背景，进展和研究成果，从90年代起,上海天文台就分别开展了地基GPS气象学和空基GPS气象学的研究工作，在地基GPS气象研究中，利用国内分布的23个GPS网站及周边地区6个IGS台站，在1996年7月26日到31日（6天）的GPS观测资料，首先求得中性大气天顶延迟改正序列，然后推出测站上空可降水汽量积分，采样频率分别取为30分钟和2小时，得到的天顶延迟改正的精度好于1cm，后演出可降不汽含量的内部精度约1－2mm,把国内GPS网中具有探空气球观测的4个台站，上海，武汉，箍春和西宁的资料进行比较，发现GPS和探空气球的可降水汽含量之间的平均中误差为3－4mm，考虑到上海地区在台风和气候变化较剧烈的季节因素，选择了1997年8月2日到9日（8天）和8月17日至27日（11天）的两个观测时段，做了国内第一个GPS/storm实验，实验结果表明，地面GPS网有可能获得几乎实时的，连续的和主精度的可降水汽含量值，它的结果很好地与实时降雨量过程相对应，实验证明，利用预报轨道可以获得与精密轨道几乎相同的结果，在空基GPS气象研究中，发现地面GPS网水汽观测具有良好的时间覆盖率的优点，缺乏空间分辨率的缺点，而现在的GPS无线电掩星方法恰恰具有良好的空间分辨率而缺乏时间覆盖率，因此，在地球低轨道（LEO）卫星的轨道设计中，提出了通约LEO卫星的方法，希望通过改进轨道的LEO卫星获得长达200多天的观测序列，而它的地面观测点的漂移可以控制在于小100km，这种方法也可以用来设计对特定地面点上空大气剖面的测定，还在设计和建立GPS无线电掩星反演大气剖面的软件。

上海天文台GPS气象学的研究现状

介绍了上海天文台GPS气象学的背景、进展和研究成果。从 90年代起 ,上海天文台就分别开展了地基GPS气象学和空基GPS气象学的研究工作。在地基GPS气象学研究中 ,利用国内分布的2 3个GPS网站及周边地区的 6个IGS台站 ,在 1996年 7月 2 6日到 31日 (6天 )的GPS观测资料 ,首先求得中性大气天顶延迟改正序列 ,然后推出测站上空可降水汽量积分 ;采样频率分别取为 30分钟和 2小时。得到的天顶延迟改正的精度好于 1cm ,反演出可降水汽含量的内部精度约 1～ 2mm。把国内GPS网中具有探空气球观测的 4个台站 :上海、武汉、长春和西宁的资料进行比较 ,发现GPS和探空气球的可降水汽含量之间的平均中误差为 3～ 4mm。考虑到上海地区在台风和气候变化较剧烈的季节因素 ,选择了 1997年 8月 2日到 9日 (8天 )和 8月 17日到 2 7日 (11天 )的两个观测时段 ,做了国内第一个GPS/storm实验。实验结果表明 ,地面GPS网有可能获得几乎实时的、连续的和高精度的可降水汽含量值。它的结果很好地与实时降雨量和降雨过程相对应。实验还证明 ,利用预报轨道可以获得与精密轨道几乎相同的结果。在空基GPS气象研究中 ,发现地面GPS网水汽观测具有良好的时间覆盖率的优点、缺乏空间分辨率的缺点 ;

基于GPS资料调整中尺度模式湿度场的应用研究

利用长三角洲地基GPS观测网中124个站点的可降水量（PWV）资料，对影响长三角洲降水的“0716”号热带风暴“罗莎”进行WRF模式湿度场调整试验。结果表明，经GPS／PWV资料调整后，上海宝山站的水汽混合比从地面至模式层顶均得到了相应的调整，且模式下层的调整幅度大于模式上层，在300hPa以下模式各层相对湿度调整幅度比较均匀，基本在5％～8％；调整后的850hPa水汽通量大值中心范围缩小．数值也有所减小，水汽通量中心北侧的水汽输送带明显南压，一方面表明江苏北部水汽输送减少，不利于降水，另一方面伴随水汽通量中心南侧的水汽输送带的略微北抬，使上海、杭州湾一带水汽通量梯度增大，有利于降水，与实况江苏北部降水较小、上海及浙北降水较大相吻合。综上所述，利用长三角洲地基GPS观测网资料对WRF模式湿度场调整可使其更好地反映湿度的局地变化特征，更为接近真实大气的水汽分布。

地基GPS水汽反演及应用分析

使用中国香港地区的连续观测站和相应探空数据进行地基GPS水汽反演及PWV拟合并对结果进行分析。研究表明:地势拟合模型的H误差在1 km以内的情况下能够保证PWV的精度在1 mm以内。PWV拟合模型的平面梯度因子对PWV拟合结果的精度没有显著影响。从PWV拟合时序图中可以发现,PWV拟合方法能够弥补因GPS观测站不足而造成的水汽缺失问题,并可查看水汽运动、变化等情况。

空间大地测量的最新进展(五)

This paper deals with the recent advances in global positioning system(GPS).First of all,the principal error sources of GPS observations are analysed.Then the scien tific applications of space based GPS are described,of which the TOPEX and Microlape missons are excellent examples ofgreat success.With regard to the application of GPS to meterorology(GPS/MET),detailed description is given to earth based GPS/MET and space based GPS/MET,they stand at the front of recent advances in GPS.

空间大地测量的最新进展(六)

This paper deals with the recent advances in global positioning system(GPS). First of all,the principal error sources of GPS observations are analysed. Then the scientific applications of space based GPS are described,of which the TOPEX and Microlape missons are excellent examples of great success. With regard to the application of GPS to meteorology (GPS/MET),detailed description is given to earth based GPS/MET and space based GPS/MET,they stand at the front of recent advances in GPS.

空间大地测量的最新进展(三)

This paper deals with the recent advances in global positioning system(GPS). First of all,the principal error sources of GPS observations are analysed. Then the scientific applications of space based GPS are described,of which the TOPEX and Microlape missons are excellent examples of great success. With regard to the application of GPS to meterorology (GPS/MET),detailed description is given to earth based GPS/MET and space based GPS/MET,they stand at the front of recent advances in GPS.