2 GPS气象学研究及应用的进展与前景
2024年GPS系统市场发展现状
2024年GPS系统市场发展现状前言GPS（全球定位系统）是一种由美国政府发展的全球导航定位系统，已经成为现代社会不可或缺的一部分。
GPS系统的市场发展一直在不断演进，并呈现出一些显著的趋势和现状。
本文将重点介绍GPS系统市场的发展现状，探讨其未来发展方向。
1. GPS系统市场规模及增长率GPS系统市场在过去几年中呈现出强劲的增长态势。
根据市场研究机构的数据，2019年全球GPS系统市场总规模约为XX亿美元，预计到2025年将达到XX亿美元。
市场增长率在过去几年中平均为XX％。
2. 主要应用领域GPS系统在诸多领域具有广泛的应用，其中一些主要领域如下：2.1 汽车导航领域汽车导航一直是GPS系统应用的主要领域之一。
现代汽车普遍配备了GPS导航设备，使驾驶员能够准确地定位和导航。
随着智能车辆的发展，GPS系统在汽车导航领域的需求将继续增长。
2.2 航空航天领域GPS系统在航空航天领域具有重要的作用。
航空公司使用GPS来导航飞机，提高飞行的精确性和安全性。
此外，航空航天领域的研究和开发也需要精确的定位和导航系统。
2.3 物流和运输领域物流和运输领域也是GPS系统的重要应用领域之一。
物流公司利用GPS系统来跟踪货物的位置和运输进度，提高物流的效率和可靠性。
此外，GPS系统还可以帮助车队管理和路线规划。
2.4 个人定位和运动追踪随着智能手机和可穿戴设备的普及，个人定位和运动追踪成为了GPS系统的另一个重要应用领域。
人们可以使用GPS来定位自己的位置并记录行走、跑步等运动数据。
3. GPS技术的进展GPS技术在过去的几十年中得到了显著的进步，主要体现在如下几个方面：3.1 定位精度的提高GPS系统的定位精度逐渐提高，从最初的十几米到现在的几米甚至更低。
这使得GPS系统在更多的领域得到了应用，如精确定位、智能车辆和无人驾驶等。
3.2 多模式导航功能现代GPS系统不仅能够提供基本的定位和导航功能，还可以结合其他传感器和地图数据提供更多的导航功能。
卫星数据的应用与发展趋势分析
卫星数据的应用与发展趋势分析随着卫星技术的不断发展，卫星数据的应用范围也越来越广泛。
卫星数据可以为各个行业提供数据支持和技术保障，为人类的发展带来无限可能。
下面本文将从卫星数据的应用和发展趋势两个方面进行分析。
一、卫星数据的应用（1）环境监测与预警卫星数据可以对全球的大气、水体、陆地、生态系统等进行实时监测和预警，为防灾减灾和环境保护提供可靠的数据支持。
例如，卫星可以监测到海洋表面的温度和波浪高度，及时提醒海上交通船只注意风浪等情况；卫星还可以监测到全球植被覆盖范围和变化情况，为农业生产和环境治理提供重要数据。
（2）交通运输与导航卫星数据可以用于交通运输和导航领域，提高交通运输效率和安全，同时也能减少对环境的影响。
例如，GPS卫星系统可以提供高精度的位置数据和导航信息，用于汽车、飞机等交通运输工具的导航和自动驾驶；卫星数据还可以用于监测和管理船舶、飞机等交通运输工具的运行情况，提高运输效率和安全性。
（3）军事与安全保障卫星数据在军事和安全保障领域也具有重要作用。
卫星可以为军事活动提供情报支持和通信保障，同时也能为反恐、反犯罪等安全保障工作提供数据支持。
例如，卫星可以在远程遥感和侦察中提供情报支持，帮助军方做出更科学的决策；卫星数据还可以用于监测和控制边境、海域等重要地区的安全状况，保障国家安全。
二、卫星数据的发展趋势（1）卫星数据的大数据化随着卫星数据的不断积累，卫星数据也正在逐步进入大数据化时代。
未来，卫星数据的规模将会不断扩大，海量数据的存储和处理也将会成为重要任务。
（2）卫星数据的智能化未来，卫星数据的应用将逐步智能化。
通过人工智能技术、机器学习等手段，卫星数据将会具有更高的智能化水平，能够更好地服务于人类的生产和生活。
（3）卫星数据的应用拓展卫星数据的应用领域将会继续拓展。
未来，卫星数据将会向着更广泛的应用领域发展，为人类的各个领域提供更全面、更准确、更高效的数据支持。
总之，卫星数据的应用与发展趋势值得我们关注和研究。
GPS的发展与应用
未来发展与挑战
随着物联网、人工智能等技术的不断发展，GPS技术将与这些技术深度融合，实现更加智能化、个性 化的定位服务。
同时，随着高精度地图、5G通信等技术的普及和应用，GPS技术将面临更多的挑战和机遇。未来需要 进一步加强技术创新和研发，以满足不断增长的高精度定位需求。
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环境监测与保护
GPS技术还可以用于环境监测和保 护领域，精确测定污染源位置和生 态变化情况，为环境保护和可持续 发展提供支持。
04 GPS技术前沿与展望
高精度定位技术
实时动态差分定位
通过实时接收多个卫星信号，结合已知位置信息，对接收到的数据进行差分处 理，以获得高精度的定位结果。
载波相位定位
利用GPS卫星载波信号进行相位Biblioteka 量，实现厘米级甚至毫米级的高精度定位。
农业机械导航
03
通过GPS技术，农业机械在进行耕作、收割等作业时可以实现
精确导航和自动化操作。
测量与地理信息获取
地形测量
GPS技术在地形测量领域中发挥着重要作用，能够快速、 准确地获取地形数据和地理信息。
地理信息系统（GIS） 通过GPS技术，GIS系统可以获取更加精确和实时的地理 信息数据，为城市规划、资源管理、环境保护等领域提供 有力支持。
计算位置
通过接收到的卫星信号，结合卫星轨 道和时间信息，用户可以计算出自己 的位置、速度和时间。
导航与定位
GPS接收器通过接收多颗卫星的信号 并进行处理，可以提供精确的导航和 定位服务。
02 GPS发展历程
GPS起源与早期发展
GPS气象学研究及应用的进展与前景
GPS气象学研究及应用的进展与前景GPS气象学研究及应用的进展与前景引言GPS（全球定位系统）是一种全球性的导航卫星系统，广泛应用于航空、航海、测绘、地质勘探等多个领域。
然而，近年来人们发现GPS在气象学中的应用前景越来越广阔。
本文将介绍GPS气象学的研究进展，探讨其在天气预报、气候研究以及环境监测等方面的应用，并展望GPS气象学的未来发展。
一、GPS气象学概述GPS气象学是一种利用GPS观测数据研究大气水汽廓线、降水、温湿廓线等气象要素的学科。
GPS接收器接收到的GPS 信号会经常受到大气层中的电离层、中性大气等影响，这些影响导致GPS信号在传播过程中会产生延迟。
而这种延迟与大气中的温度、湿度等物理量密切相关，因此可以通过GPS信号的延迟来反演位于GPS观测站点上空的大气温湿度等情况。
二、GPS气象学的研究进展近年来，GPS气象学得到了快速发展，研究人员不断探索和改进相关技术和方法。
以下是GPS气象学在不同领域的研究进展：1.天气预报利用GPS观测数据，结合大气动力学模型可以推算出大气中的水汽廓线，这对于天气预报非常重要。
传统的天气预报主要依赖于传感器和气象站点的观测数据，而GPS气象学可以提供更加准确和详细的温湿廓线数据，从而提高天气预报的精确度和准确性。
2.气候研究GPS气象学在气候研究中也有广泛的应用。
通过分析长期的GPS观测数据，可以了解大气中的温湿度变化趋势，并揭示出不同气候事件之间的相互关系。
这有助于我们对气候变化、气候系统运行机制等问题的深入理解。
3.环境监测GPS气象学还可以用于环境监测领域。
通过监测大气中的颗粒物质、污染物等情况，可以提前预警空气质量恶化情况，帮助人们采取相应的措施进行环境保护和污染治理。
三、GPS气象学的应用前景GPS气象学在不同领域的应用前景非常广阔。
以下是一些GPS气象学的潜在应用：1.精准天气预报GPS气象学可以提供更加准确和详细的大气温湿廓线数据，从而为天气预报提供更可靠的依据。
卫星导航技术发展趋势及应用分析
卫星导航技术发展趋势及应用分析随着对地球认识的深入以及科技的不断发展，卫星导航技术已经成为了我们现代社会不可或缺的一部分。
卫星导航技术不仅能够帮助我们在海、陆、空三个维度上实现准确的定位，还能够帮助我们实现导航、控制、监测等多种功能。
在本篇文章中，我们将探究卫星导航技术的发展趋势以及应用分析。
一、卫星导航技术发展趋势1.高精度导航随着GPS、GLONASS、Galileo等卫星导航系统的发展和完善，高精度导航技术得到了广泛的应用和发展，不仅能够满足一些高精度导航的应用要求，如现代制造业中的高精度机器人导航、高铁列车的自动驾驶等，同时在军事、水利、测绘等领域也得到了广泛的应用。
2.多模多频多模多频技术的发展是卫星导航技术中的一个重要趋势之一，它可以同时支持多种导航系统，如GPS、GLONASS、Galileo等，实现多模无缝切换，大大提高卫星导航系统的可用性和可靠性。
3.立体化与智能化立体化与智能化也是卫星导航技术不断发展的趋势之一，它可以通过将卫星导航与其他种类的传感器相结合，实现三维立体化，从而更加准确的定位和导航。
此外，智能化也是发展的方向，它能够自动识别场景、预测路径、调整航线、实现机器导航等多种功能。
二、卫星导航技术应用分析1.交通运输在交通运输方面，卫星导航技术得到了广泛的应用，如智能交通系统、车辆位置监控系统、导航设备等，同时也为交通管理提供了更加丰富的数据和技术支持。
2.国土资源在国土资源方面，卫星导航技术的应用也日益广泛，通过卫星影像、测绘技术等，可以实现土地利用、水资源管理、矿产资源调查等多种功能。
3.农业、林业在农业、林业方面，卫星导航技术的应用也得到了广泛的推广，通过卫星影像、无人机等技术，实现了农作物生长监测、病虫害预警等多种功能，同时也能够为林业和防火提供技术支持。
4.应急救援在应急救援方面，卫星导航技术的应用也日益广泛，通过卫星定位、通讯等技术，可以实现应急救援坐标定位、灾情评估等多种功能，优化救援模式，提高救援效率。
新型GPS定位技术的研究与发展
新型GPS定位技术的研究与发展一、简介全球定位系统（GPS）是现代科技中的重要技术，用于确定地球上的任何物体的位置，速度和时间。
GPS利用由卫星发射的无线电信号来提供位置信息，而GPS定位技术发展迅速，新型GPS 定位技术也逐渐涌现，为我们的日常生活带来了更多方便，本文将介绍新型GPS定位技术的研究与发展的情况。
二、基于传感器技术的GPS定位方法当前新型GPS定位技术之一是基于传感器技术的定位方法。
这种方法可以通过在车辆或其他设备上装载多个传感器设备来检测环境和物体的各种状态，并用这些数据生成车辆的动态位置。
这种传感器技术包括使用加速度计，陀螺仪和电子罗盘等设备。
这种技术的优点是可以改善卫星信号丢失的问题，并使车辆在地形或其他信号不佳的区域保持导航稳定性。
三、实时运动跟踪GPS技术实时运动跟踪GPS技术是另一种新型GPS定位技术，它使追踪个人或交通工具变得更加精确和实时。
这种GPS技术使用一个小型设备，例如智能手机或GPS跟踪器，连续记录设备的位置信息。
这样的技术有助于了解设备的位置及活动轨迹，到达目的地所需时间。
其中，运动状态可以在地图或手机应用程序中轻松监控。
四、自主定位定时技术自主定位定时技术是基于GPS技术的另一种新型定位技术，针对密切监控和控制系统。
该技术可适用于无人机或自主机器人等系统，这些系统需要自主使用GPS技术来确定其位置和方向，以实现自主飞行和点对点通信的准确性。
自主定位定时技术还可以在工业环境中使用，以演示可重复和高精度的时间序列数据。
五、车联网技术车联网技术是指以汽车为基础的互联网。
新型GPS定位技术可以通过结合车联网技术提供更多的服务。
例如，可以通过互联汽车和交通灯等设施改善城市交通，以改善拥堵和交通安全的问题。
此外，使用车联网的GPS定位技术可以自动报告一些信息，例如交通状况、路上障碍、停车场信息等，从而使驾驶更为安全。
六、总结新型GPS定位技术不断涌现，为我们的日常生活带来了更大的便利。
GPS技术在自动气象站中应用
GPS技术在自动气象站中的应用摘要：随着科技的发展，gps技术也得到了更进一步的发展，被应用于越来越多的方面，目前在自动气象站也得到了广泛的应用，已经成为气象信息采集的一种重要手段。
本文主要从基本定义以及在自动气象站的应用和信息传输这几个方面对gps技术进行简单的介绍。
关键词：gps技术；自动气象站；信息传输；应用中图分类号：s163+.7 文献标识码：s 文章编号：1009-914x （2012）20- 0265 -01l 引言gps的全称为global positioning system，是全球定位系统的意思。
在20世纪70年代，gps产生于美国，主要用于军事系统中空间卫星导航的定位，属于新一代的定位系统。
其主要目的为收集军事情报，检测核爆炸的位置，还有可以解决应急通讯的问题。
关于gps的研究，不仅花费了大量的时间，而且也耗费了大量的研究资金。
而近些年随着科学技术不断的发展，gps技术也更加完善，如今已经被应用于气象自动站，主要用于适时地采集气象资料。
不仅可以预测未来一段时间内的天气变化情况，还可以起到报警的作用。
例如预报短期内的降雨情况，中期的降水情况，还可以进行洪水的预警。
这些预测都为雨季的防汛工作起到了非常重要的作用。
自动气象站的信息采集器完全可以按照程序设定的时间间隔来采集范围内的各种气象信息资料，包括温度、气压、湿度等。
采集器得到数据通过通信电路讲结果传达到气象中心。
2 gps技术在自动气象站中的应用2.1 gps技术可以用于自动气象站中的原因（1）定位的精度非常高经过研究发现，gps技术的精确度明显高于其他定位技术，而且已经广泛应用许多领域，在自动气象站中的使用也为gps的进一步发展奠定了坚实的基础。
（2）缩短对于气象情况的观测时间在科学技术迅猛发展的今天，gps技术也顺应其趋势，取得了较大的进步，其软件也在不断地更新中，这就为其应用提供了有力的科技支持。
在自动气象站中，主要用于缩短观测气象的时间，将气象信息更早的传达给气象中心，从而为人们的生活提供便利，在天气变化前做好充分的准备。
GPS在气象信息测量中的应用与研究
地 理 第信 四息 组科 学 系
乘天地之正，而御六气之辩，以 游无穷者
GPS在气象信息测量中的应用
前言 GPS技术的概述 GPS气象学 GPS在气象信息测量中的实例 总结
前
言
1957年10月，世界上第一颗人造卫星的 发射成功，标志着空间科学技术的发展跨 入了一个崭新的时代。随着人造地球卫星 的不断发射，利用卫星进行定位测量及导 航成为现实。为满足军事及民用部门对连 续实时三维导航的需求，1973年美国国防部 开始建立新一代卫星导航系统，即目前的 “授时与测距导航系统/全球定位系统”， 通常称为全球定位系统（GPS）。
气候的全球变化监测 全球平均温度和水汽是全球气候变化的两个重要 指标。与传统的探测方法相比，GPS/MET按测系 统能够长期稳定地提供相对高精度和高垂直分辨 率的温度轮廓线，尤其是对流层顶部和平流层下 部区域。特别应该指出的是，从GPS/MET数据计 算得到的大气折射率是大气温度、湿度和气压的 函数，因此可以直接利用大气折射率来监测全球 的气候变化。
其他应用 由于GPS/MET观测数据可以足够的时空分辨率来 提供全球电离层映像，这将有助于大气动力过程 及其与地气过程关系的研究。例如，重力波使中 层大气与电离层之间进行能量和动量交换，通过 测量LEO卫星和GPS卫星之间信号路径上的电子 含量（TEC）来追踪重力波。 GPS/MET提供的温度轮廓线还可以用于其他 卫星系统数据中，如臭氧（O3）的遥感系统中需 要提供精确的温度轮廓线，利用GPS/MET数据可 以很好地满足这一要求。
中科院遥感所接收的对地观测卫星
GPS气象学分类： 1.地基GPS气象学（ground-based GPS/MET） 地基GPS气象学是将GPS接收机安放在地面上，就同常规 的GPS测量一样，通过地面布设GPS接收机网的测量结果 来估计一个地区的气象元素。 2.空基GPS气象学（space-based GPS/MET） 空基GPS气象学就是利用安装在低轨卫星上的GPS接收机 来接受GPS信号，当GPS信号与LEO卫星上的GPS接收机 天线经过地球上空对流层时GPS信号会发生折射，这一测 量大气折射的方法叫做掩星法。该方法是通过对含有折射 信息的数据进行处理，可计算出大气折射量，从而估计出 气象元素的大小。
gps数据采集测量技术总结报告
gps数据采集测量技术总结报告GPS数据采集测量技术总结报告一、引言全球定位系统（GPS）是一种利用卫星导航系统进行定位和测量的技术。
它在许多领域都有广泛的应用，包括地理测绘、交通导航、科学研究等。
本报告将对GPS数据采集测量技术进行总结，介绍其原理、应用和发展趋势。
二、GPS数据采集测量技术原理GPS数据采集测量技术基于卫星导航系统的工作原理。
GPS由多个卫星组成，这些卫星在地球轨道上运行，并不断向地面发送无线电信号。
地面接收器接收来自至少四个卫星的信号，通过测量信号传播时间，可以确定接收器的位置和时间。
三、GPS数据采集测量技术的应用1. 地理测绘：GPS数据采集测量技术广泛应用于地理测绘领域，可以帮助人们快速、准确地获取地理位置信息。
例如，GPS测量可用于土地测量、地形测量、地图绘制等。
2. 交通导航：GPS数据采集测量技术为交通导航提供了准确的位置信息。
通过GPS定位，车辆可以实时获取自身位置和路线信息，实现精确导航。
3. 科学研究：GPS数据采集测量技术为科学研究提供了重要的工具。
例如，在地质学领域，GPS可以帮助研究地震活动、地壳运动等；在气象学领域，GPS可以用于气象观测和预报。
四、GPS数据采集测量技术的发展趋势1. 高精度定位：随着技术的发展，GPS数据的精度越来越高。
未来，人们将更加依赖高精度的定位技术，以提高位置信息的准确性。
2. 多频段覆盖：目前，GPS主要使用L波段进行信号传输。
未来，随着技术的进步，可能会出现更多的频段覆盖，以提高信号的抗干扰能力和覆盖范围。
3. 集成化应用：随着物联网、人工智能等技术的发展，GPS数据采集测量技术将与其他技术进行集成应用，实现更加智能化的定位和导航服务。
4. 实时数据处理：未来，随着数据处理技术的发展，人们将能够实时处理和分析大量的GPS数据，为各种应用提供更加准确和实时的位置信息。
五、结论总的来说，GPS数据采集测量技术在许多领域都有广泛的应用前景。
GPS在气象信息测量中的应用
GPS气象学包括三方面内容： • 利用GPS的空间定位能力测量高空风的分布，并 发展为GPS探空设备。 • 利用地基GPS接受机测量整层大气的水汽含量。 • 利用低轨卫星上的GPS接受机探测大气折射率廓 线，并进一步计算温度或湿度的垂直分布。
我们知道数值天气预报（NWP）模式必须用温、 压、湿和风的三维数据作为初值。目前提供 这些初始化数据的探测网络的时空密度之大 限制了预报模式的精度。而GPS/MET观测系统 可以进行全天候的全球探测，加上观测的高 精度和高垂直分辨率，使得NWP精度的提高成 为可能。这样可以提高数值天气预报的准确 性和可靠性。
GPS/MET观测数据有可能以足够的时空分辨率 来提供全球电离层映像，这将有助于电离层/ 热层系统中许多重要的动力过程及其与地气 过程关系的研究。 GPS/MET提供的温度轮廓线还可以用于其他的 卫星应用系统中。
美国的GPS连续运行参考站系统 （CORS）。它由美国国家大地测 量局（NGS）负责，该系统的当前 目标是:①使全部美国领域内的用 户能更方便地利用该系统来达到 厘米级水平的定位和导航；②促 进用户利用CORS来发展GIS；③监 测地壳形变；④支持遥感的应用； ⑤求定大气中水汽分布；⑥监测 电离层中自由电子浓度和分布。
2002年8月北京气象局在 北京汛期降水的主要水汽 输入通道—房山区建成了 由8个站组成的地基GPS水 汽遥测站网,已用 BerneseGPS数据分析软件 对解算大气可降水量进行 了初步试验,并与传统无 线电探空资料计算的可降 水量(SONDE2PWV)进行了 对比.
2003年,广东省也计划用 3a时间兴建覆盖全省的 GPS网,可积累广东甚至华 南上空高意义精度高时空 分辨率的可降水量实时资 料,对监测,预报广东及珠 江三角洲的气候演变具有 重要意义. .
《2024年大气遥感与卫星气象学研究的进展与回顾》范文
《大气遥感与卫星气象学研究的进展与回顾》篇一一、引言大气遥感与卫星气象学是现代气象学研究的重要领域，其利用先进的遥感技术和卫星观测手段，对地球大气层进行实时、高效的监测和预测。
随着科技的不断发展，大气遥感与卫星气象学的研究取得了显著的进展，为气象学、环境科学、农业科学等多个领域提供了重要的数据支持。
本文将对大气遥感与卫星气象学的研究进展进行回顾，并探讨其未来的发展趋势。
二、大气遥感技术的发展大气遥感技术是利用遥感器对地球大气层进行探测和观测的技术。
随着遥感技术的不断发展，大气遥感技术已经从传统的地面观测向空中、空间观测转变。
目前，大气遥感技术主要应用于气象观测、空气质量监测、气候变化研究等领域。
在技术方面，大气遥感技术主要依靠激光雷达、微波遥感、红外遥感等手段进行观测。
其中，激光雷达技术可以实现对大气层的高精度探测，微波遥感技术则可以实现对云层和降水等气象现象的观测。
此外，随着人工智能和机器学习等技术的发展，大气遥感技术也开始引入深度学习等算法，提高了观测的准确性和效率。
三、卫星气象学的研究进展卫星气象学是利用卫星观测数据对地球大气层进行研究和预测的学科。
随着卫星技术的不断发展，卫星气象学已经成为现代气象学研究的重要手段。
在研究方面，卫星气象学主要关注全球气候变暖、气候变化、天气预报等领域。
通过卫星观测数据，可以实现对全球气候系统的实时监测和预测，为气候变化研究和天气预报提供了重要的数据支持。
此外，卫星气象学还涉及到卫星数据的处理和分析、卫星遥感器的设计和优化等方面。
四、大气遥感与卫星气象学的应用大气遥感与卫星气象学的应用非常广泛，涉及到气象学、环境科学、农业科学等多个领域。
在气象学方面，大气遥感与卫星气象学可以实现对天气现象的实时监测和预测，为天气预报提供了重要的数据支持。
在环境科学方面，大气遥感与卫星气象学可以监测空气质量、生态环境等，为环境保护提供了重要的依据。
在农业科学方面，大气遥感与卫星气象学可以监测作物生长、土壤湿度等，为农业生产提供了重要的指导。
论GPS在气象中的应用
服务 。 １２ 地面 监控 部分 ．
全球定 位 系统 的空 间星座部 分 ， 由 ２ 将 ４颗卫 星 组 成 ， 中包括 ３颗备 用卫 星 ， 其 工作卫 星分 布在 ６个 轨道 面内 ， 个轨 道面上 分布 有 ４颗卫 星 ， 星轨道 面相对 每 卫 地 球赤 道面 的倾 角 为 ５。 各 轨 道 平 面 升 交 点 的赤 经 ８， 相 差 ６ 。轨道 平均 高度 约 ２２ ０ｍ， 星运 行 周 期 为 Ｏ， ０ ０ｋ 卫
用掩星技术通过对大气折射率的遥感来反演大气 的温 湿特 性 。 Ｇ Ｓ Ｍ Ｔ是 Ｇ Ｓｍｅ ｏｏｏｙ的 简 写 ， 是 Ｐ／ Ｅ Ｐ／ ｔ ｒｌ ｅ ｇ 它
由卫 星动力 学 、 大地测 量学 、 地球 物理学 和气 象学 交叉
派生出的新兴边缘学科。我 国从 １９ ９７年后逐 步开始 这 方 面 的研 究 。Ｇ Ｓ探 空 是运 用 Ｇ Ｓ系统 的 定 位 功 Ｐ Ｐ
Ｇ Ｓ Ｍ Ｔ 探 空 Ｐ／ Ｅ
条件 。 关键词 ： Ｐ 气 象探 测 ＧＳ
中 图分类号 ： 全 球定位 系统 （ Ｐ ） 是 随着 现 代化 科 学 技 术 的 ＧＳ ， 迅 速发展 而建 立起 来 的新 一代精 密 卫星导 航 与定位 系 １ 小时 ５ １ ８分 。 因此 ， 一 观 测 站 上 每 天 出 现 的卫 星 同 分 布 图形相 同 ， 只是 每天提 前 约 ４分钟 ， 同时位 于地 平 线 以上 的卫 星数 目随时 间和地 点而异 ， 少为 ４颗 ， 最 最
７８
Ｇ Ｓ的地面监控部分 目前主要 由分布在全球 的 ５ Ｐ
维普资讯
《 西藏科技）０７ ９ （ ） ０ 年 期 总第 １４ ２ ７ 期）
GPS技术的应用及未来发展
GPS技术的应用及未来发展GPS（全球卫星定位系统）技术是一种基于地球上的卫星系统来确定位置、速度和时刻等信息的技术。
在过去的几十年里，GPS技术已经在交通、农业、航空航天等多个领域得到了广泛应用。
随着技术的进步，GPS技术的未来还有很大的潜力和发展前景。
一、GPS技术的应用1.交通领域GPS技术在交通领域的最大应用就是导航系统。
在汽车、飞机、火车等交通工具上安装GPS导航系统，可以让驾驶员或者驾驶员的助手清楚地知道自己的位置，路线、距离、行驶速度等信息，从而更好地控制和规划路线，提高行驶效率和安全性。
此外，GPS技术还被广泛用于智能交通系统中，如自动驾驶车辆、智能城市交通管理、道路监控等，大大提高了交通的精度、安全和效率。
2.农业领域GPS技术在农业领域的应用主要体现在农业机械方面。
通过GPS技术，农业机械可以根据预设的坐标，自主行驶前进或完成农作业务，减轻了农民的劳动强度，提高了农业生产的效率和质量。
另外，GPS技术在农业领域还可以进行土壤和水分监测、气象预测等，为农民提供更科学、更准确的农业生产指导。
3.航空航天领域GPS技术在航空航天领域的应用涉及到航班安全和导航两个方面。
在航班安全方面，使用GPS技术可以实现对飞机的准确定位、高度的控制、飞行路线的规划等，使飞行更加稳定、准确。
在导航方面，GPS技术可以使驾驶员在天空中更好地定位、更加轻松地实现复杂的操作，大大提高了驾驶员的工作效率和安全性。
二、GPS技术的未来发展GPS技术作为一种关键性的技术，其未来发展的前景十分广阔。
1.应用领域进一步扩展随着GPS技术的不断发展和更新，其应用领域也在逐渐扩展。
未来，GPS技术有可能在医疗、物流、金融、安全防控等多个领域发挥更重要和更广泛的作用。
例如，GPS技术还可以用于医疗领域，通过身体感应装置和GPS设备，对患者的身体状况进行监测和调节，大大提高患者的生活质量和医疗效率。
在物流领域，GPS技术可以实现对货物的定位、追踪、监管等，提高物流运输的效率和安全性。
气象科学技术现况及趋势
气象科学技术现况及趋势气象科学技术现况及趋势气象科学是关于大气的研究，从大气的结构、成分、物理、化学和动力学方面来研究它的规律，为天气预报、风能开发和空气污染控制等方面的应用提供依据。
现代气象科学已经形成了一套相对完备的理论体系，并得到了许多应用方向的深入研究和关注。
本文将从气象科学技术的现状和未来发展趋势两方面进行讨论。
一、气象科学技术现状1、卫星气象技术卫星气象技术广泛应用于气象数据预报、天气灾害监测、气象灾害应急预警等方面。
卫星数据由于具有全球覆盖、高时间分辨率、高空间分辨率等特点，具有极高的价值和广泛的应用前景。
卫星气象技术已成为当前气象预报的主要手段之一。
2、数值预报技术数值预报技术是现代气象预报中的重要组成部分，它利用计算机模拟大气的运动状态和变化趋势，来进行天气预报。
数值预报技术已经逐步成熟并得到了广泛应用。
通过数值预报技术能够在一定程度上预测天气变化趋势和强度，为灾害预警和救援提供了重要的科学依据。
3、雷达气象技术雷达气象技术是目前气象科学技术发展中一个比较成熟的技术，它通过利用地面或者空中的雷达设备收集大气中的反射信号，来分析和研究大气中的降水和风速情况。
这种技术在短时云图分析、降水预报和风暴预警等方面发挥着重要的作用。
二、气象科学技术发展趋势当前气象科学技术仍面临着很多挑战，未来的发展趋势是相对清晰的。
1、人工智能技术将大幅提升气象预报精度人工智能技术在气象预报中发挥的作用越来越重要，利用大数据的方式和深度学习的方法，人工智能能够更为准确地分析大气数据的变化规律，从而提高天气预报的精度和效果。
2、气象卫星技术将进一步推进随着卫星技术的快速发展，气象卫星发射的频率和精度都将不断提高，这将为气象科学研究和应用提供更为优秀的数据来源，同时也将极大地提高卫星数据的应用范围和精度。
3、气象传感器技术将不断升级气象传感器技术在天气预报和气候研究中发挥着重要的作用。
未来随着气象传感器的性能不断提高，如更高的响应速度、更高的分辨率、更低的能耗和更长的寿命等等，这将带来更为精确的气象数据和更多的应用价值。
全球定位系统在地理研究中的应用
全球定位系统在地理研究中的应用全球定位系统（Global Positioning System，缩写为GPS）是一种基于卫星导航的定位系统，它为地理研究提供了强大的工具。
今天，GPS在地理学领域的应用方兴未艾，为地球科学家们带来了前所未有的机会和挑战。
首先，GPS在地质学中的应用相当广泛。
地球的地壳不断运动变化，地理学家通过GPS技术可以准确测量大地板块的运动速度和方向。
通过在地皮纳已经开始了和吕梁盆地区域的横向运动的调查, GPS监测仪可以显示连续的地壳运动, 从而帮助研究地球板块运动的机制和地质现象例如火山爆发地震和岩浆活动。
其次，GPS也被广泛应用于气象学研究。
通过在地面上安装GPS接收器，科学家们可以精确测量大气层的湿度和温度变化，从而改进气象预测模型。
这种技术被称为GPS 大气湿度探测技术（GPS/MET），它已经在全球范围内收集了大量的大气数据。
这些数据对于气候模型的建立和改进至关重要，帮助科学家更好地理解和预测天气和气候变化。
除此之外，GPS还在生态学研究中发挥着重要作用。
例如，研究人员使用GPS 技术来跟踪和研究动物迁徙和栖息地利用模式。
通过在动物身上携带GPS颈环或标签，科学家可以实时记录动物的位置和运动轨迹。
这些数据对于了解动物行为习性、种群分布和生态系统动态变化都至关重要。
此外，GPS还可以帮助科学家了解动物对栖息地改变的适应能力，从而提供有关保护物种和生态系统的重要信息。
另外，GPS也在城市规划和建设中扮演着重要的角色。
通过使用GPS技术，城市规划师可以准确地测量地点、道路和建筑物的位置，帮助城市规划师确定合适的基础设施建设和交通规划策略。
此外，GPS导航系统也为城市居民提供了方便，使得他们能够更加轻松地找到目的地，减少了交通拥堵和时间浪费问题。
最后，GPS还在考古学研究中发挥了重要作用。
通过使用GPS技术，考古学家可以准确确定考古遗址的位置和边界，以便更好地保护和管理文化遗产。
导航与气象应用系统的融合与发展
导航与气象应用系统的融合与发展导航和气象应用系统是两个不同的技术领域，它们的融合与发展可以为人们的生活和工作带来许多便利和改善。
本文将探讨导航与气象应用系统的融合与发展趋势，并分析其在不同领域的应用。
一、导航与气象应用系统的融合趋势随着科技的进步和应用需求的增加，导航与气象应用系统的融合已经成为未来的发展趋势。
首先，导航系统已经成为人们日常生活的重要组成部分，通过全球定位系统（GPS）和地图导航软件，人们可以准确地定位和导航到目的地。
然而，在复杂的气象条件下，如大雾、暴雨等天气情况下，导航系统的准确性会受到影响。
因此，将气象数据与导航系统相结合可以提供更准确的路线规划和导航功能。
其次，气象应用系统主要用于收集和分析气象数据，并提供天气预报和气象服务。
随着气候变化的不断加剧和频繁的极端天气事件，人们对气象信息的需求正在增加。
通过将气象数据与导航系统相结合，可以为用户提供更多的实时天气信息，如降雨量、风速和气温等，以充分了解当地的天气情况。
这将帮助人们更好地规划出行路线，避免遭遇恶劣天气条件。
最后，导航与气象应用系统的融合还可以在交通运输领域发挥重要作用。
在航空、航海和陆地交通等领域，准确的导航和实时的气象信息对安全和效率至关重要。
通过将导航系统与气象应用系统相结合，交通运输部门可以更好地规划和管理航线、航班和道路交通流量。
同时，准确的气象预报和信息可以帮助交通运输部门及时采取应对措施，以应对恶劣天气条件，提高交通运输的安全性和效率。
二、导航与气象应用系统的应用导航与气象应用系统的融合已经在许多领域实现了应用。
首先，在个人导航领域，有许多导航应用程序已经具备了天气预报和通知功能。
用户可以通过这些应用程序获取实时的天气信息，并根据气象条件来规划出行路线。
这些应用程序还可以提供警报功能，当遭遇恶劣的天气时，用户会收到警报并得到相关建议。
其次，在交通运输领域，导航与气象应用系统的融合可以改善交通流量管理和交通事故的预防。
现代气象观测技术的进展与展望
现代气象观测技术的进展与展望气象观测是研究大气现象和气候变化的基础，对于天气预报、灾害预警、农业生产、航空航天等众多领域都具有至关重要的意义。
随着科技的不断进步，现代气象观测技术取得了显著的进展，并展现出广阔的发展前景。
过去，气象观测主要依赖于地面气象站的人工观测。
观测员通过温度计、气压计、雨量筒等简单仪器记录气象数据，这种方式不仅效率低下，而且观测范围有限，数据的准确性和及时性也难以得到保证。
如今，现代气象观测技术已经发生了翻天覆地的变化。
卫星气象观测技术的出现极大地拓展了我们对全球大气的观测能力。
气象卫星可以在太空中对地球大气进行大范围、全天候、连续的观测，获取云图、温度、湿度、风速等多种气象信息。
通过对卫星数据的分析，我们能够更好地了解大气环流的变化、台风的形成和移动路径，以及全球气候变化的趋势。
雷达技术在气象观测中也发挥着重要作用。
多普勒雷达能够探测到大气中的降水粒子的运动速度和方向，从而帮助我们了解风暴的内部结构和演变过程，提高对暴雨、龙卷等强对流天气的预警能力。
此外，激光雷达可以测量大气中的颗粒物浓度和分布，对于研究大气污染和空气质量具有重要意义。
自动气象站的广泛应用则大大提高了地面气象观测的效率和精度。
这些自动气象站可以实时采集温度、湿度、气压、风速、风向、降水等多种气象要素，并通过通信网络将数据传输到气象中心，为气象预报和研究提供了丰富的基础数据。
除了上述技术，无人机气象观测也逐渐崭露头角。
无人机可以携带各种气象传感器，飞到一些人员难以到达的地区，如高山、海洋等，进行气象数据的采集。
这种灵活的观测方式为我们获取更全面、更准确的气象信息提供了新的途径。
在传感器技术方面，现代气象观测所使用的传感器越来越精密和智能化。
例如，新型的温度传感器能够在更宽的温度范围内提供更高精度的测量；湿度传感器的响应速度和稳定性也得到了显著提高。
这些先进的传感器为气象观测数据的准确性提供了有力保障。
随着大数据、人工智能等信息技术的发展，气象观测数据的处理和分析能力也得到了极大提升。
《2024年地基GPS遥感大气可降水量及其在气象中的应用研究》范文
《地基GPS遥感大气可降水量及其在气象中的应用研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，地基GPS遥感技术已经成为大气科学研究的重要工具。
大气可降水量作为气象学中的一个关键参数，对于气象预报、气候变化研究等领域具有重要意义。
本文将详细探讨地基GPS遥感技术测量大气可降水量的原理及方法，并分析其在气象中的应用。
二、地基GPS遥感大气可降水量的原理及方法1. 原理概述地基GPS遥感技术通过测量GPS信号在穿过大气层时的延迟效应，来推算大气中的水汽含量，即大气可降水量。
这种技术利用了GPS信号对大气中水汽的敏感特性，通过分析信号的传播时间差，可以间接得到大气可降水量的信息。
2. 测量方法（1）GPS信号传播路径上的水汽延迟测量：通过分析GPS 卫星信号在传播过程中受到的大气水汽延迟效应，可以推算出大气中的水汽含量。
（2）多路径效应分析：通过多路径效应的观测和分析，可以更准确地提取出大气中的水汽信息。
（3）数据处理与模型修正：结合气象学模型和数据处理技术，对观测数据进行处理和修正，得到更精确的大气可降水量。
三、地基GPS遥感大气可降水量在气象中的应用1. 气象预报与预警地基GPS遥感技术可以实时监测大气可降水量，为气象预报和预警提供重要依据。
通过对大气可降水量的准确监测，可以预测降水事件的发生时间和强度，为防洪抗旱、农业生产和城市规划等提供有力支持。
2. 气候变化研究地基GPS遥感技术可以用于监测大气可降水量的长期变化趋势，为气候变化研究提供重要数据支持。
通过对大气可降水量数据的分析，可以了解气候变化对水循环的影响，为全球气候变化研究和应对提供科学依据。
3. 大气环境监测地基GPS遥感技术还可以用于监测大气环境中的水汽污染和排放情况。
通过对大气可降水量的监测和分析，可以评估水汽污染对环境和气候的影响，为环境保护和治理提供科学依据。
四、研究展望随着科技的不断发展，地基GPS遥感技术将在气象领域发挥更加重要的作用。
气象卫星技术的研究进展
气象卫星技术的研究进展气象卫星是指一种通过卫星对地球大气的观测和监测来获取天气信息的技术，它能够实时地掌握气象信息，准确预测天气，提高气象灾害预警和预报的能力，对于维护国家安全和保障人民生命财产安全具有重要意义。
近年来，气象卫星技术得到了长足的发展，取得了一系列的研究进展。
一、卫星载荷技术的创新卫星载荷是指卫星上用来进行观测和测量的仪器和设备。
近年来，随着先进技术的不断发展，卫星载荷技术也得到了创新。
比如在可见光、红外线和微波等多个频段都配备了精密的卫星载荷系统，能够有效地观测不同气象现象，提高天气预报的准确度；同时，还开发了新型卫星载荷设备，如SAR、散射计等，使得卫星的观测能力得到了显著提高。
二、卫星通信技术的提升卫星通信技术是指利用卫星作为传输媒介进行通信的技术，它是卫星应用的重要组成部分。
随着通信技术的不断提升，卫星通信技术也得到了显著的提高。
比如通过设备的升级，卫星通信技术平台的处理能力得到了大幅提升，数据传输能力也得到了极大的提高，这种技术提高带来了天气预报的时效性和准确性的显著提升。
三、卫星图像处理技术的提高卫星图像处理技术是指利用计算机技术对卫星获取的图像进行数据处理和分析。
随着图像处理技术的不断提高，卫星图像处理技术也得到了显著的提高，比如在分辨率和还原度方面的提高，使得卫星图像的信息更加准确和生动，从而能够更好地为天气预报和气候研究提供支持。
四、“一带一路”战略带来的卫星合作“一带一路”战略的实施，为我国与沿线国家开展卫星合作提供了重要的机遇。
我国与多个国家开展了气象卫星数据共享和合作研发项目，不仅有助于提高我国卫星数据处理技术的水平，也增强了沿线国家的气象预报能力。
同时，也为我国进一步扩大在卫星领域的影响提供了重要的支持。
五、未来的展望未来，随着技术的不断发展，气象卫星技术将继续得到进一步的提高和完善，从而能够更好地为天气预报、气象灾害预警等方面提供支持。
同时，我国在气象卫星方面的发展也将进一步提高，以应对日益严峻的气象灾害和全球气候变化的挑战。
《2024年地基GPS遥感大气可降水量及其在气象中的应用研究》范文
《地基GPS遥感大气可降水量及其在气象中的应用研究》篇一一、引言随着科技的飞速发展，地基GPS遥感技术作为一种新型的地球观测手段，已经在气象学、海洋学、地质学等多个领域得到了广泛应用。
其中，地基GPS遥感大气可降水量作为其重要应用之一，为气象预报和气候研究提供了新的思路和方法。
本文旨在探讨地基GPS遥感大气可降水量的原理及其在气象中的应用研究。
二、地基GPS遥感大气可降水量的原理地基GPS遥感技术是利用全球定位系统（GPS）信号，通过与大气的相互作用来获取大气参数的一种技术。
其中，大气可降水量是衡量大气中水汽含量的重要参数，对于气象预报和气候研究具有重要意义。
地基GPS遥感大气可降水量的原理主要是利用GPS信号在穿过大气层时，会与大气中的水汽发生相互作用，导致信号的传播速度、相位、偏振等发生变化。
通过分析这些变化，可以反演出大气中的水汽含量，即大气可降水量。
三、地基GPS遥感大气可降水量的应用研究1. 气象预报：地基GPS遥感大气可降水量可以为气象预报提供重要的参考信息。
通过实时监测大气可降水量，可以了解大气中水汽的分布和变化情况，从而预测降水的发生和发展趋势。
这对于提高气象预报的准确性和时效性具有重要意义。
2. 气候研究：地基GPS遥感大气可降水量还可以用于气候研究。
通过对长时间序列的大气可降水量数据进行统计分析，可以了解气候变化的趋势和规律，为气候预测和应对气候变化提供科学依据。
3. 农业应用：农业生产对水资源的依赖性很强，因此，地基GPS遥感大气可降水量也可以为农业生产提供重要的参考信息。
通过实时监测大气可降水量，可以了解农田的水分状况，为农业生产提供科学的灌溉和排水方案。
4. 环境保护：大气可降水量与空气质量密切相关，因此，地基GPS遥感技术还可以用于环境保护领域。
通过监测大气可降水量的变化，可以了解空气湿度的变化情况，为空气质量监测和污染治理提供重要的参考信息。
四、结论地基GPS遥感技术作为一种新型的地球观测手段，在气象学领域的应用前景广阔。
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第25卷 第6期气象科学Vol.25,No.6 2005年12月SCIEN TIA M ET EOROL O GICA SIN ICA Dec.,2005 GPS气象学研究及应用的进展与前景李国平1,2 黄丁发1(1西南交通大学地理空间信息工程中心,成都610031)(2成都信息工程学院地球环境科学系,成都610041)摘 要 概述了GPS气象学的形成、发展过程及其主要研究内容,对GPS气象学基本原理作了简单介绍。
比较全面、系统地分析了国内外GPS技术在气象学研究及应用方面的现状及最新进展,展望了GPS气象学潜在的应用领域以及广阔的应用前景。
关键词 GPS GPS气象学 水汽观测 高空风观测 资料同化 分类号 P458 文献标识码 C 引 言GPS技术的迅猛发展和日臻成熟使其成为对地球观测的一种新的、更加有力的手段,已成功地在地球科学的许多领域得到应用,如地壳形变和板块运动监测,火山爆发、地震的监测及预报,地球自转监测,电离层监测及空间天气预报,对流层监测及天气预报等。
在气象科学研究和业务应用方面,GPS技术已展示出广阔的应用前景。
20世纪90年代以来,人们已开始利用GPS理论和技术来遥感地球大气。
例如多路径效应是GPS定位中的一种噪音,至今仍是高精度GPS定位中一个很不容易解决的“干扰”,但人们从大气对GPS信号延迟的噪声处理的逆问题,发展出了利用GPS信号测定大气水汽含量及温度的一种新手段,从而为更好地监测恶劣天气和气候变化提供了新的技术支持。
现在GPS气象探测已成为WMO(世界气象组织)21世纪新的全球综合高空观测系统的重要组成部分。
由此,以GPS技术在气象学研究及应用为主要内容形成了一门新兴的交叉学科,称为GPS气象学(GPS Me2 teorology,简写为GPS/M ET)。
GPS观测资料在大气探测、天气变化监测和数值天气预报模式中应用的优越性以及取得的初步成功,使GPS气象学在不到十年的时间内很快发展为一个崭新的、极具应用潜力的GPS研究及应用的重要领域。
1 GPS气象学原理1.1 GPS观测水汽和气温气温、气压和水汽含量等物理量是描述大气状态最重要的参数,无线电探测、卫星红外探收稿日期:2004203217;修改稿日期:2004206202基金项目:本文由国家自然科学基金项目(编号:NO.40271091)和西南交通大学博士生创新基金项目(编号:2003)共同资助第一作者简介:李国平(19632),男(汉),四川重庆,教授,现在西南交通大学地理空间信息工程中心,主要从事陆面物理过程与气候变化、高原天气系统动力学、GPS气象学的研究256气 象 科 学 25卷测和微波探测等手段是获取气温、气压和湿度的传统手段。
作为常规高空大气探测手段,无线电探测方法的观测值精度较好,垂直分辨率高,但地区覆盖非常不均匀,在地域广大的海洋上几乎没有观测数据。
被动式的卫星遥感技术虽可以获得较好的全球覆盖率和较高的水平分辨率,但垂直分辨率和时间分辨率却很低。
利用GPS手段来遥感大气的最大优点是:全球覆盖、费用低廉、精度高、垂直分辨率高(≤1km)。
利用GPS技术,许多研究[1-3]证实:对于干空气,在从5～7km到35～40km的高度上,所获得的大气温度可以精确到±1.0℃之内;可反演出精度高达1mm的可降水量;可获得6km以下误差为10～20%、而边界层(PBL)内只有5%误差的水汽廓线(剖面);GPS/M ET资料在垂直方向的高密度可完整解析出目前全球大气模式无法揭示的中尺度现象。
正是这些优点使得GPS/M ET、最具发展前途的方法之一。
当GPS发出的信号穿过大气层中的对流层时,会受到对流层大气的折射影响,信号要发生弯曲和延迟,其中信号的弯曲量很小,而信号的延迟量却很大,通常在2.3m左右。
在GPS 精密定位测量中,大气折射的影响被当作主要误差源而要设法消除掉,这种情况下了解大气特征是为了订正大气对精密定位的影响,这就是GPS定位中将大气影响作为数据误差源(“噪声”)需要去除的所谓正问题。
因此,GPS气象学在大地测量学和气象学中是一对正逆问题,也可理解为从测量学噪声转变为气象学信号的一门学科,即作为大地测量学“去噪”问题的逆问题,需要求得的量正是大气折射量。
因此把大地测量学需要滤掉的“噪声”转换视角看作气象学中有意义、需要捕捉的大气“信号”,就促成了一门新兴学科-GPS气象学的诞生,同时也极大地拓展了GPS的应用领域,目前GPS气象学已成为大地测量学的前沿性研究之一。
根据接收到的GPS观测数据,通过GPS解算软件的分析可得到天顶总延迟(Zenit h To2 tal Delay,简称ZTD)值。
目前国际上常用的GPS数据解算分析软件及其最新版本为:(1)瑞士伯尔尼大学天文研究所开发的Bernese GPS Software Version4.2;(2)美国喷气推进实验室(J PL)开发的GIPS Y/OASIS2II(其全称为GPS Inferred Positio2 ning System2Orbit Analysis and Simulation Software);(3)美国麻省理工学院(M IT)开发的GAM IT GPS Analysis Software Version9.7,其中GAM IT是免费软件。
由于电波在大气中的延迟ΔL与大气折射量有如下关系ΔL≈∫[n(s)-1]ds=10-6∫N ds(1)其中n(s)=C0/C称为折射指数,C是真实波速,C0是真空中的光速。
N称为折射率,并且N =[n(s)-1]×106。
G PS信号在大气中的总延迟是对流层大气(也称中性大气)延迟和电离层大气延迟之和,而后者通过G PS双频技术几乎可以完全消除,因此由G PS软件解算的对流层天顶总延迟可求得大气折射率。
而大气折射率又与气温、气压、和水汽压力有关或可构造成这些量的函数[1-2]。
例如,0.5%精度的对流层大气的折射率计算公式为N=77.6(P/T)+3.73×105(P v/T2)(2)其中P为大气压(hPa),P v为水汽分压(hPa),T为大气温度(K)。
这样就可以通过一定的处理方法最终求得我们所需要的大气物理量,如水汽总量也称可降水量(Precipitable Water Vapor,简称PWV或用GPS2PWV表示)以及水汽、气温垂直分布的廓线。
1.2 GPS测风GPS探空测风系统由GPS无线电探空仪、地面GPS接收机、GPS卫星观测网以及计算机数据处理系统四部分组成,其测风原理为:在高空探测过程中,无线电探空仪和地面站均装有GPS 天线,可接收由24颗GPS 卫星组成的全球高精度定位导航系统中最少4颗卫星发出的信号。
地面站接收到GPS 信号后会选出所需数据,再加入有关卫星轨道的数据,便可计算出无线电探空仪的位置,从而计算出高空风向、风速以及气压、气温和湿度。
与传统无线电探空仪相比,GPS 测风系统的准确度极高,可探测到探空仪所在大气中更为准确的气象数据,并且不易受闪电及雷暴等恶劣天气影响,因此正成为下一代高空气象探测系统中新的重要的成员。
2 GPS 气象学分类根据GPS/M ET 观测站的空间分布特点,可将GPS 气象学分为以下两类2.1 地基GPS 气象学地基GPS 气象学(Ground 2based GPS/M ET ,也称地面GPS 气象学)是将GPS 接收机安放在地面上,像常规的GPS 测量一样,通过地面布设GPS 接收机网络,来估计某个地区的气象要素。
2.2 空基GPS 气象学空基GPS 气象学(Space 2borne GPS/M ET ,也称星基GPS 气象学)是利用安装在低轨卫星(Low Eart h Orbit ,简称L EO )上的GPS 接收机来接收GPS 信号。
当GPS 信号与L EO 卫星上GPS 接收机的连线经过地球上空对流层大气时,GPS 信号会发生折射,把这种测量大气折射的技术称为GPS 无线电掩星探测方法(Radio Occultation ),简称掩星法(RO )。
该方法是20世纪60年代美国J PL 和斯坦福大学为研究行星大气和电离层而发展起来的。
通过对含有折射信息数据的处理,可算出大气折射量从而得出我们所需要的气象要素值。
空基GPS 掩星法测定大气的技术具有覆盖面广、垂直分辨好、数据获取速度快等优点,可获得地基GPS/M ET 不易取得的海洋上的资料,对于改进区域及全球数值天气预报相当重要。
由此可见,无论是地基GPS/M ET 还是空基GPS/M ET ,其目标是一样的,即获得大气折射量。
不同之处在于空基GPS/M ET 的数据处理过程更复杂一些,因为安装在L EO 卫星上的GPS 接收机跟GPS 卫星一样也在运动,而且在接收机所接收到的所有卫星信号中,并不像地面上的接收机那样必定包含大气折射信息。
3 国内外GPS 气象学研究及应用现状与最新进展GPS 气象学的研究于20世纪80年代后期最先在美国起步,进行了多次试验[1～2]。
在美国取得较理想的试验结果后,其他发达国家如日本、德国、瑞典等[3～5]也开始重视GPS 气象学,已成功组织了数次较大规模的GPS 观测试验,取得了一系列研究成果并开始应用于大气研究和气象预报业务中。
20世纪90年代中期以来,我国也逐步开展了地基GPS 观测在气象学中应用的研究和业务试验工作[6]。
3.1 地基GPS 气象学及GPS 业务网在区域性GPS 连续运行站网和综合服务系统应用于气象方面,一些发达国家已取得了重要进展。
美国布设了GPS “连续运行参考站系统”(CORS ),该系统主要目标之一就是确定大气中的水汽分布,另外还可利用此GPS 网络系统获得、传输气象数据。
美国NOAA (国家海洋和大气局)现已能够实时处理国内100多个GPS 站点的资料,并计划将全国的GPS 站点扩展到1000个。
还计划在2005年将其地基GPS 观测实现业务化。
3566期 李国平等:GPS 气象学研究及应用的进展与前景456气 象 科 学 25卷德国拥有密集的地基GPS网,在GPS/M ET的研究方面也十分活跃。
英国负责建立的“连续运行GPS参考站”(CO GPS)系统的功能和目标类似于美国的CORS,但结合英国本土情况还增加了监测英伦三岛周围的海平面相对和绝对变化的任务。
日本在国土地理院(GSI)的组织下已建成近1200个GPS连续运行站网(GEON ET,GPS Eart h Observation Network),站间距为15～30km,这是目前世界上最大的、最密集的用于地球科学研究的GPS国家观测网。
目前它在以监测地壳形变、预报地震以及计算大气可降水量、研究与大气水汽变化相关的天气变化为主要功能的基础上,联合气象研究和业务部门正开发利用GPS资料的四维同化业务系统,如日本气象厅气象研究所(MRI)正在发展一种用于中尺度数值模式的GPS数据变分同化系统,以提高数值天气预报模式的模拟和预测水平。