上海天文台GPS气象学的研究现状
全球定位系统在气象预报中的应用研究
全球定位系统在气象预报中的应用研究气象预报是人们生产和生活中必不可少的一部分，它的准确性和及时性是人们最为关心的。
而全球定位系统（GPS）的快速发展和广泛应用，则为气象预报提供了更加精准和准确的数据来源。
如今，不仅卫星本身的轨道和信号精度有了很大的提高，数值模拟的计算能力和数据质量也不断提升，这都为GPS在气象预报中的应用提供了保障和前提。
在这篇文章中，我们将探讨全球定位系统在气象预报中的应用研究。
一、特点全球定位系统具有三大特点：全球性、高精度和全天候。
全球性意味着它能够覆盖全球的范围和水准面，即使是在极地也能准确地工作。
高精度意味着它能够提供准确到厘米级别的定位信息，这在定位服务中是非常重要的。
全天候意味着它不受天气和季节的限制，即使在强风暴和降水天气中，GPS仍能够准确地收集数据。
二、气象预报基本原理气象预报的基本原理是通过对当前天气要素（包括温度、湿度、气压等）的测定和对气候系统演变的研究，建立大气环境变化模型，通过数学计算预测地球未来一段时间的气象状况。
过去的气象预报数据需要通过气象卫星、气象雷达等手段获取，但这些方法存在一定的局限性，尤其是在非开阔地带和强降水天气中，预报数据的准确度往往会受到影响。
而借助GPS技术可以获取更多的数据，提高气象预报的可靠性和准确度。
三、应用在气象预报中，GPS主要应用于大气水汽含量的探测、湿度场获取、气象物理参数反演、雷电探测、地面和空中的气象测量等方面。
1. 大气水汽含量探测水汽是地球大气中一个极具温室效应的气体，它对短波辐射的吸收和长波辐射的发射对气象和气候的影响十分明显，因此，水汽含量的探测在气象预报中是极其重要的。
而利用GPS接收机可以很准确地获取大气水汽含量数据。
2. 湿度场获取湿度场获取是大气预报的一个难点，而GPS技术在这一方面有着十分重要的作用。
利用GPS 接收器的相位观测值，可以获取高空水汽廓线信息，通过一定的反演方法可以推算出对应的湿度场信息，对天气预测有着重要的作用。
我国天基GPS掩星探测现状及发展趋势
卫 星 接 收 到 的 ＧＰ Ｓ信 号 是 连 续 横 切 过 大 气 层 的 ， 能 直接 获取大 气折射率 的垂直分 布 ， 分简捷可靠 ； 十 同 时 ， Ｓ Ｉ ｏ 卫 星 在 太 空 行 ， 测 范 围 大 ， 率 ＧＰ ｇ 探 频
王也 英 杜 晓勇。 袁 勇。
（ １解 放 军 ６ ５ ｌ ５部 队 ， 京 １ ０ ９ｌ ８ 北 ０ ０ ，；２北 京 用 气 象 研 究 所 ， 京 １ ０ ２ 北 ０ ０ ９；３解 放 军 ６ ２ １ ８部 队 ， 什 ８ ４ ０ ） ８ 喀 ４ ２ ０
摘 要 简 述 了 天 基 （Ｉ ； Ｓ掩 足 探 测 的 发 展 历 史 和 发 展 现 状 ， 出 了 天 基 掩 星 探 测 的 优 势 以 及 不 问 掩 星 反 演 方 法 的 指
（ Ｓ掩 星 探 测 的 行 列 。
关 键 词 （Ｉｓ气象 学 （Ｐ ｊ ｓ掩 星 山 掩 星
引 言
其 他气象 信息 随高度发 生的变化 。 。 。
山 基 掩 星 技 术 是 天 基 掩 星 探 测 的 一 种 特 殊 形
２ Ｏ世 纪 ８ Ｏ年 代 后 期 ， 外 开 始 研 究 探 索 一 种 同 新 的探 测 地 球 大 气 的 方 法 ， 通 过 测 量 （ Ｓ信 号 穿 即 Ｐ 过 地 球 大 气 层 的 延 迟 来 获 得 大 气 中 温 、 湿 等 信 ｆ
息 。这 种 方 法 被 称 为 “ ＧＰＳ气 象 学 （ Ｓ ＧＰ ／ ＭＥＴ） 。 ” ＧＰ Ｓ气 象 学 可分 为 地 基 （Ｐｓ气 象 学 和 灭 基 ＧＰ Ｓ气 象 学两大类 。
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。
GPS技术在气象领域的应用分析
GPS技术在气象领域的应用分析摘要GPS因其具有精度高、速度快、不受时间地点约束等优点而得到广泛应用，目前已在气象、定位、导航、测量、通信、授时等领域扮演着重要角色。
GPS技术在气象观测技术中的应用，是气象研究领域的一次革命。
本文对GPS 定位技术的基本原理进行了详细分析，最后在此基础上全面阐述了GPS技术在气象领域的应用，重点分析了电离层监测、对流层监测、天气预报、气候变化等气象应用领域。
本文的研究为GPS技术在气象领域的应用提供了一个全新的视角。
关键词GPS；气象观测；天气预报GPS（Global Positioning System）一般指美国的全球定位系统，它产生于20世纪70年代，美好18颗卫星按一定规律分布于6条不同的空间轨道而组成，最初是为军事应用而研发的，后来才逐渐走向民用。
GPS目前已广泛应用于定位、导航、测量、通讯、授时等领域。
在气象领域中，GPS主要应用于温度、气压、湿度等气象参数的测量，可以对未来近期的天气情况进行较准确的预报，尤其是对极端天气的预报更是起到了关键作用。
1 GPS定位基本原理要通过GPS系统实现目标定位，需要一台地面接收机用于接收空间卫星系统的信号，该接收机至少需要同时收到4颗以上的卫星信号才有可能对目标进行定位。
接收机在对卫星信号进行解码时，需要C/A码或P码信号支持，以获取卫星轨道参数和时间，然后才能解算出接收机的当前位置，从而完成一次定位过程[1]。
其具体过程是，先通过卫星轨道参数和时间计算出卫星的空间坐标，得到4颗卫星以地心为原点的坐标后，由接收机自身的时钟确定信号到达时间，再根据卫星信号中包含的发送时间，得出信号由空间发送至地面的总时间，再计算出4颗卫星的距离。
考虑到信号传播会受到大气环境的影响以及时间误差的影响，此时计算得到的只是GPS接收机的大致位置，需要更复杂的算法进行修正后，才能得到接收机的准确位置。
在气象观测中，GPS信号的传输会受到对流层和电离层的影响，从而造成信号延迟现象，对这种延迟进行的修正精度决定了GPS气象观测的精度[2]。
区域GPS网实时计算可降水量的若干问题-上海天文台
第２ ４期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀区域 Ｇ Ｐ Ｓ 网实时计算可降水量的若干问题
２ １
２ ㊀数据处理软件和计算方式的选择
Ｇ Ｐ Ｓ 资料的处理方法有双差、 单差和非差技术。较常用的是双差和非差两种方法。以目 Ｐ Ｓ 资料处理软件为例， 美国的 Ｇ Ａ Ｍ Ｉ Ｔ和瑞士的 Ｂ Ｅ Ｒ Ｎ Ｅ Ｓ Ｅ采用的是双差技 前国际上常用的 Ｇ 术， 美国 Ｊ Ｐ Ｌ的 Ｇ Ｉ Ｐ Ｓ Ｙ软件用非差技术。为了检验不同技术、 不同软件对 Ｇ Ｐ Ｓ测定 Ｐ ＷＶ的影 响， 我们比较了由 Ｇ Ａ Ｍ Ｉ Ｔ和 Ｇ Ｉ Ｐ Ｓ Ｙ两种软件事后处理得到的 Ｐ ＷＶ。 Ｇ Ａ Ｍ Ｉ Ｔ软件用的是 Ｉ Ｇ Ｓ （ 国际 Ｇ Ｐ Ｓ 服务） 提供的精密星历； Ｇ Ｉ Ｐ Ｓ Ｙ依据 Ｊ Ｐ Ｌ的精密轨道和卫星钟差改正， 采用了单点 定位 Ｐ Ｐ处理方式。图 １是上海综合应用网中安徽马鞍山（ Ａ Ｈ Ｍ Ａ ） 和江苏高邮（ Ｊ Ｓ Ｇ Ｙ ） 两站的 ＷＶ 非常接近， 两 个 站７ ｄ 结果的ｂ ｉ ａ ｓ 为０ ． ８ ２ ｍ ｍ， ｒ ｍ ｓ 为 结果 ， 可以看出两种软件计算的Ｐ １ ． ０ ４ ｍ ｍ 。但是在实时处理时， 需用预报轨道， 非差软件还需要预报的卫星钟差改正。目前 Ｉ Ｇ Ｓ 的超快速产品 Ｉ Ｇ Ｕ （ Ｉ Ｇ ＳＵ ｌ ｔ ｒ ａｒ ａ ｐ ｉ ｄｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ ） 提供 ４ ８ ｈ的轨道。其前 ２ ４ ｈ是利用实际观测 值确定的轨道， 后２ ４ ｈ 是预报的轨道， 预报轨道精度在 ２ ０ ｃ ｍ左右， 比原来的 Ｉ Ｇ Ｐ （ Ｉ Ｇ Ｓｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｅ ｄ
区域GPS网实时计算可降水量的若干问题
区域GPS网实时计算可降水量的若干问题
宋淑丽;朱文耀
【期刊名称】《中国科学院上海天文台年刊》
【年(卷),期】2003(000)001
【摘要】目前地基GPS气象学测得的可降水量(PWV)精度好于2mm,但在利用区域GPS网实时计算每个测站上空的PWV时,要涉及到很多常规GPS资料处理时所忽略的问题,如需考虑数据处理软件和计算方式的选择、站坐标的确定和约束、轨道的使用方法、网外辅助站最佳数量的确定、海潮对实时计算PWV的影响以及实时应用于气象服务时的端部效应等问题.利用上海GPS综合应用网获取的2002年6、7月份长江三角洲地区入梅前后的数据,分析了利用区域性的GPS网实时计算高精度的PWV时要解决的各种问题,探讨了其数据处理方案.
【总页数】8页(P20-27)
【作者】宋淑丽;朱文耀
【作者单位】中国科学院上海天文台,上海,200030;中国科学院上海天文台,上海,200030
【正文语种】中文
【中图分类】P228.4;P426
【相关文献】
1.高精度GPS网的统一与数据处理若干问题研究 [J], 隋立芬
2.区域GPS网实时计算可降水量的若干问题 [J], 宋淑丽;朱文耀
3.区域GPS网对夏季降雨过程中大气可降水量的探测 [J], 黄官永
4.GPS网优化设计中若干问题的探讨 [J], 郭英起
5.区域GPS网对流层延迟直接推算可降水量研究 [J], 王勇;刘严萍;柳林涛;王宇亮;许厚泽
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《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。
GPS观测仪器在气象预测和灾害预警中的作用
GPS观测仪器在气象预测和灾害预警中的作用现代社会，科技的快速发展为我们提供了许多便利和改善生活质量的机会。
全球定位系统（GPS）观测仪器作为其中一种先进的技术工具，已经在许多领域中发挥着重要作用，特别是在气象预测和灾害预警方面。
本文将探讨GPS观测仪器在这两个关键领域中的重要性和应用。
首先，GPS观测仪器在气象预测中的作用不可忽视。
气象预测是预测和研究天气现象的科学，对于农业生产、航空航海、生活和经济活动等具有重要的实际意义。
GPS观测仪器通过精确测量地球上任意一点的位置信息和时间信息，可以提供高精度的气象数据。
利用这些数据，天气预报员可以更准确地确定天气状况以及未来几天的气象变化趋势。
其次，GPS观测仪器在灾害预警中也扮演着关键角色。
自然灾害如地震、洪水、台风和暴雨等对人类生活和财产造成了严重威胁。
利用GPS观测仪器，科学家和救援机构可以对地壳的变动和形变进行高精度地监测和分析。
通过实时的GPS观测数据，可以及时发现地壳的异常变化，从而提前预警可能发生的灾害。
这一技术对于保护人们的生命和财产具有极其重要的意义。
在气象预测方面，GPS观测仪器的作用得益于其高精度定位和时间同步信息能力。
由于GPS系统中的卫星数量众多，接收器可以通过接收多个卫星信号，利用三角定位原理计算出接收器的准确位置。
这种高精度的定位信息可以用于测量大气中的相对湿度、温度、压强等各项气象参数。
此外，GPS观测仪器还能提供空间的信息用于预测风速和风向，从而更准确地预测风暴、飓风、台风等极端天气事件。
在灾害预警方面，GPS观测仪器被广泛应用于地壳形变监测中。
通过安装在地面上的GPS接收器，可以实时地监测地壳的变形情况。
当发生地震或其他地壳运动时，地表上的GPS接收器会记录到地面的微小位移。
利用这些位移数据，科学家和地震学家可以准确分析地壳的运动方式和程度，从而及时预警地震和其他自然灾害的可能发生。
此外，GPS观测仪器还可以用于监测河流水位、海洋潮汐等水文灾害，为防洪和救援提供关键信息。
基于卫星数据的气象预报技术研究
基于卫星数据的气象预报技术研究随着时代的发展和科学技术的不断进步，人类越来越注重气象预报技术的研究和应用。
近些年来，基于卫星数据的气象预报技术成为了热点研究领域之一。
本文将探讨基于卫星数据的气象预报技术的研究现状、应用领域、存在问题及未来发展方向。
一、研究现状基于卫星数据的气象预报技术的发展历程非常漫长，经历了从单一智能算法到结合多种智能算法的发展进程。
智能算法是该技术的核心，能够从卫星数据中提取出大量的气象信息，并自动完成天气模型的构建和气象预报的计算。
而模型构建中的气象大数据分析、特征提取和模型选择等则成为了研究的重点。
当前的研究主要围绕以下几个方面展开：1. 卫星数据分析和特征提取：这是基于卫星数据的气象预报技术的核心任务，其关键是如何从卫星数据中提取出与天气预报相关的特征信息，同时探索出更有效的数据分析和特征提取方法，从而为模型的构建提供有力支撑。
2. 智能算法的改进和优化：气象预报模型的准确性和可靠性直接取决于智能算法的效果，因此当前的研究主要在优化和改进智能算法的性能和稳定性，包括神经网络、支持向量机、机器学习等。
3. 技术的应用与推广：该技术的应用范围很广，包括天气预报、灾害预报、农业生产等领域，当前的研究需要更多实验研究和应用案例，从而更加深入理解卫星数据气象预报技术的优越性和可操作性。
二、应用领域基于卫星数据的气象预报技术的应用领域非常广泛，主要包括以下几个方面：1. 天气预报：该技术可以提供精准的气象预报信息，帮助人们更好地了解当前天气状况和未来天气变化趋势，为人们的出行、生产和生活提供便利。
2. 灾害预警：基于卫星数据的气象预报技术可以及时地收集和分析气象数据，发现和预测自然灾害的发生和发展趋势，为应急救援和灾后重建提供有力支撑。
3. 农业生产：此技术可以提供精准的气象预报信息，帮助人们了解当前天气状况和未来天气变化，从而为农业生产提供合适的计划和安排，提高生产效率和品质。
GPS气象学的昨天、今天和明天
GPS气象学的昨天、今天和明天摘要本论文概述GPS气象学从诞生至今的研究主线，对GPS气象学基本原理进行简单的介绍。
较为全面、系统地分析了国内外GPS在气象学研究及应用方面的过去、现今状况以及在此领域广阔的应用前景。
关键词GPS GPS气象学气温观测水汽观测高空风观测资料综合引言GPS技术的快速发展和日益成熟的标准和应用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领域得到广泛利用。
例如：地壳形变与板块运动监测，火山预警与地震监测和预报，电离层监测以及大气元素的监测和天气预报。
在气象学科研究和业务领域里，GPS技术通过其成熟稳定性展现出广阔的应用前景。
尤其是通信与电子工程中GPS领域对信号的处理技术愈加成熟，人们可以利用它进行大气遥感。
GPS定位由于大气带来的无线电信号干扰曾经出现了延迟与噪音现象，由于通过信号处理，我们可以分离出噪音，因此通过一系列逆向过程，现在GPS信号已经可以进行大气中水汽含量测量，由水汽等影响天气的重要因素，可以更好的监测恶劣天气和气候变化研究。
目前GPS已被WMO(世界气象组织)认定为高空观测系统中的重要组成部分。
由此，诞生了GPS气象学（GPS Meteorology）这一新兴的交叉学科。
由于大气科学和GPS技术的迅猛发展，GPS气象学已经成为当下以重要领域。
1 GPS气象学原理1.1 GPS观测水汽与气温传统上对大气探测中最为重要的探测参数无非是气温、气压及水汽含量、风量、能见度等物理量。
而探测方法主要是利用光学探测、无线电探测、红外探测及微波探测。
作为传统的高空大气探测手段，无线电探测的观测数据精读较高，但是受地表与大气分布影响，导致区域性覆盖不均匀，且在地球这一海洋面积较多的表面几乎没有观测数据。
但卫星遥感技术刚好可以弥补这一缺陷，当然，是在忽略不能获得较高的垂直分辨率的情况下。
而利用GPS技术来进行遥感大气的优点在于：全球覆盖率高、费用低廉、精度高、垂直分辨率高（<1km）。
地基GPS气象学研究的主要问题及最新进展
映射函数结合起来用 。新的映射函数还在实验阶 段 ,并且在应用过程中还要进行比较 : 是把大气参数 插值到测站点上 ,再用映射函数计算 ; 还是映射函数 在各网格点上计算完了 ,再插值到测站上 。
m ( e) 是梯度的映射函数 ,计算公式如下 : ( 6) m ( e) = 1/ ( sin ( e) 3 tan ( e) + C) C = 0 . 003 , 在 m ( e ) = 1 时 , n , w 值很小 。在高度 角为 10 度时 , VLB I 观测中梯度的 RMS 为 5 mm , GAM IT 中给定的缺省先验约束为 30 mm ①。
STORM” 和 “CLAM ” 实验 , 德国 、 日本 、 荷兰也成功
甚至更短的 ) 、 高精度的 ( 1 ～ 2mm ) 、 近实时的高地 面覆盖率的 PWV ( Precipitable Water Vapor ) 序列 , 为数值预报提供较好的初始条件 , 改善中短期预报 的准确度 。我国的香港 、 台湾地区 、 北京也先后开展 了 GPS 气象学的试验 , 多次试验已证明了 GPS 用 于探测大气和实时天气预报的可行性 。但是地基
0 引 言
1987 年 Askne 等
[1 ]
国上海天文台牵头的上海地区 GPS 综合应用网已 初步建成 ,并已投入运行 ,其中一项重要的应用就是 提出了 GPS 遥测大气的设
GPS 气象学 , 该 GPS 网可提供几乎连续的 ( 30 分钟
想 ,推导出了大气湿延迟和可降水量之间的关系 。 1992 年 Bevis 等 [ 2 ] 第一次提出把 GPS 用于气象研 究 ,指出 GPS 可以精确地估计出总的天顶方向大气 延迟 ,干大气延迟可由地面气压精确确定 ,在总的天 顶延迟中去掉干延迟就可以得到湿延迟 , 根据湿延 迟就可以计算出大气中的可降水量 。在任何测站 上 ,干延迟约占总延迟量的 90 % , 湿延迟虽然较小 ( 大约 30cm) ,但是变化很快 ,很难模拟 [ 3 ] 。 从 90 年代起 ,许多国家先后进行了一系列地面 GPS 监测大气的实验和研究 , 如美国有名的 “ GPS/
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. .
GPS用于气象预报的可行性研究分析
GPS用于气象预报的可行性研究分析摘要：在分析对流层延迟估计模型之后，着重探讨了GPS用于气象预报的可行性。
重点讨论了GPS气象学特别是地基GPS气象原理、数学模型及可行性。
用GPS数据计算天顶对流层总延迟，然后从中分离出湿延迟，再通过转换函数将湿延迟变为可降水汽量，以次计算可降水汽量值。
论文最后结合中国上海、武汉、拉萨、昆明和北京房山五个IGS跟踪站的GPS 观测值，利用高精度GPS处理软件Bernese 4.2来估计出北京房山、上海和武汉等站上空的对流层延迟，并计算出相应的可降水量，分析了这些站上空的可降水量变化与降雨之间的联系，并研究了GPS用于气象预报的可行性，得出一些有益的结论。
关键词：GPS气象对流层估计湿延迟可降水量1引言从地球表面至40km一下的大气层称为对流层,当GPS发出的信号穿过大气中对流层时,由于对流层引起的真空光速、气温、气压和温度的变化影响电波的传播速度,使GPS信号要发生弯曲和传播延迟,其中信号的弯曲量很小,而信号的延迟量很大,通常在2.3m左右。
对流层误差对GPS导航和低精度定位而言,可不予考虑。
但是,对于采用载波相关观测值的高、中精度的定位测量而言,必须顾及对流层误差。
对流层误差是制约点位精度提高的关键，特别是垂直分量。
如果对流层天顶时延有1cm的误差,则将导致垂直分量产生3 cm的误差。
对流层延迟由干气延迟与湿气延迟两部分组成。
干气延迟占总延迟的80%～90%,比较有规律,在天顶方向可以1%的精度估计;但湿气延迟很复杂,影响因素也较多,目前只能以10%～20%的精度估算。
GPS定位实践表明，利用GPS估计区域性对流层影响可提高利用GPS信号定位的精度。
关于对流层改正模型因近似方法的不同而各异。
具有代表性的模型是Saastamoinen模型和Hopfield模型。
据Janes等人的研究,萨氏模型和霍氏(Hopfield)模型给出干分量结果,同“美国标准大气局”算出的时延值,只有几㎜的差异。
GPS技术在上海市地面沉降研究中的应用
GPS技术在上海市地面沉降研究中的应用熊福文;朱文耀;李家权【期刊名称】《地球物理学进展》【年(卷),期】2006(21)4【摘要】上海市自1998年开始开展了利用GPS技术监测地面沉降的研究，先后进行了可行性论证、GPS基准网建设、数据处理和平差方法的探索等一系列课题的研究，并布设了由34点组成的覆盖整个上海市的地面沉降监测基准网．为了进一步提高基准网的监测精度和沉降监测的时空分辨率，于2004年又布设了4个24小时连续运行的GPS固定站，对上海市地面沉降实施连续监测．为了考查GPS沉降监测的大地高可能达到的精度，研究合理的观测纲要与数据处理方案，本文在介绍并总结了上海市地面沉降GPS监测工作的同时，分析了GPS沉降监测基准网前后6期的观测数据、数据分析采用GAMIT／GLOBK软件包和GPS—NET软件，计算结果表明，在基线边长达到30～40km时，GPS在大地高方向上的中误差仍可控制在2mm左右，由此推算GPS监测地面沉降的分辨率在3mm 左右，完全能够满足上海市地面沉降监测的需要．【总页数】7页(P1352-1358)【关键词】GPS监测;地面沉降;数据处理【作者】熊福文;朱文耀;李家权【作者单位】中国科学院上海天文台;长安大学【正文语种】中文【中图分类】P631【相关文献】1.InSAR/GPS集成技术在常州—无锡地面沉降监测中的应用研究 [J], 于军;李振洪;武健强2.InSAR技术在上海地面沉降监测中的应用研究 [J], 方志雷;王寒梅;吴建中;卢丽君;王艳3.GPS技术在杭嘉湖平原地面沉降监测中的应用研究 [J], 方剑强;来丽芳4.应用2S(GPS,GIS)技术监测地面沉降方法理论研究--以上海市杨浦区为样区 [J], 刘建华5.StaMPS-MTI技术\r在上海市地面沉降监测中的应用 [J], 郑坤;聂运菊;罗跃;李永飞因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
《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发展，地基GPS遥感技术已成为大气探测的重要手段之一。
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、气候变化研究等具有重要意义。
本文将探讨地基GPS遥感大气可降水量的原理、方法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与方法1. 原理地基GPS遥感大气可降水量的原理是基于GPS信号在大气中传播时，会受到大气中水汽的影响，导致GPS信号的传播速度和相位发生变化。
通过观测这些变化，可以反演出大气中的水汽含量，即大气可降水量。
2. 方法地基GPS遥感大气可降水量的方法主要包括以下步骤：首先，利用GPS接收机接收GPS卫星信号；其次，对接收到的信号进行处理，提取出多路径效应、电离层影响等因素对信号的影响；然后，利用信号传播速度和相位的变化反演出大气可降水量；最后，对反演结果进行质量控制和校正，得到最终的大气可降水量数据。
三、地基GPS遥感大气可降水量在气象中的应用1. 气象预报地基GPS遥感大气可降水量可以提供高分辨率、高精度的水汽信息，对于气象预报具有重要意义。
通过分析大气可降水量的时空分布特征，可以预测降水的发生、发展和结束时间，提高气象预报的准确性和可靠性。
2. 气候变化研究地基GPS遥感大气可降水量可以用于监测大气水汽的变化，对于气候变化研究具有重要意义。
通过分析长时间序列的大气可降水量数据，可以了解气候变化对大气水汽的影响，为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遥感大气可降水量还可以用于大气环境监测。
通过监测大气可降水量的变化，可以了解空气湿度、云量等气象要素的变化情况，对于空气质量监测和环境保护具有重要意义。
四、研究展望随着科技的不断发展，地基GPS遥感技术将更加成熟和普及，其在气象中的应用也将更加广泛。
未来，可以进一步研究地基GPS遥感大气可降水量的精度和稳定性，提高其应用范围和效果。
GPS遥感气象要素的理论与应用研究
GPS遥感气象要素的理论与应用研究GPS遥感气象要素的理论与应用研究摘要：近年来，随着全球定位系统（GPS）技术的发展与应用，GPS遥感技术在气象领域也得到了广泛的研究与应用。
本文主要探讨了GPS遥感在气象要素（包括温度、湿度、降水、风速等）测量与预测方面的理论基础与应用技术，并对其在气象预报、气候变化研究、灾害监测等方面的应用进行了介绍。
一、引言GPS是一种全球定位系统，它通过卫星与地面接收终端之间的相互通信，可以实时获取到地面各个点的三维空间坐标信息。
由于其全球覆盖、高精度和高可靠性，GPS技术被广泛应用于测量、导航、地震监测等领域。
近年来，随着GPS技术的不断发展，研究人员发现GPS信号还可以用于测量大气中各种要素的变化，从而为气象预报和气象研究提供了新的手段。
二、GPS测量大气温度的原理与方法气温是气象要素中最基本、最重要的一个因素，对气象研究和气候变化研究具有重要意义。
传统的气温测量主要依靠气象局设置的气象观测站，但观测站点分布不均匀，无法全面覆盖特定区域。
而GPS技术则可以通过测量电离层中的延时来推测大气的总延时，从而得到大气温度的信息。
这种方法不仅可以实现全时段、全天候的大气温度测量，而且具有较高的精度。
三、GPS测量大气湿度的原理与方法大气湿度是指单位体积空气中水蒸气含量的多少，对气象研究和水文研究具有重要意义。
传统的湿度测量主要依靠湿度传感器，但其测量结果容易受到周围环境的干扰。
而GPS技术通过测量GPS信号在大气中的传播速度延时差，可以得到精确的大气中的水蒸气含量，并进一步计算出大气湿度。
GPS测量大气湿度的方法具有高精度、高稳定性、全时段、全天候等优势。
四、GPS测量降水的原理与方法降水是指大气中的水蒸气凝结成液态水或固态水颗粒，并从大气中沉降到地面上。
降水量的测量是气象预报和水文研究的重要内容。
传统的降水观测主要依靠雨量计、雷达等设备，但这些设备有一定的局限性。
而GPS技术通过测量GPS信号在电离层中的相位差，可以得到降水中的水汽含量，从而推测降水的强度和范围。
上海天文台GPS掩星技术研究现状
上海天文台GPS掩星技术研究现状严豪健;郭鹏;张贵霞;黄珹【期刊名称】《中国科学院上海天文台年刊》【年(卷),期】2003(000)001【摘要】简要地介绍了GPS/LEO卫星无线电掩星技术的基本原理、意义以及国际上的最近动态,列举了几个主要的LEO卫星计划;重点分析了GPS掩星探测地球大气技术中需要注意的若干问题,并推出可能采取的改进方案和相应的技术路线.上海天文台在GPS/LEO空基气象学中已经成功地提出:通过通约LEO/GPS轨道方法,实现掩星地面观测点控制的新思路.作为一个应用实例,针对东中国海洋上空大气状况对中国东部经济发达的地区特别是上海地区的天气有着重要影响的背景,提出利用通约LEO/GPS卫星可对该地区大气实施监控.为了充分利用GPS/LEO掩星观测资源,上海天文台开展了振幅反演的计算方法研究;提出了在振幅反演中存在着无线电信号几何衰减和物理衰减两种不同的衰减机制,并考虑了它们的数学模型以及对反演结果的影响.简要地叙述了掩星质量因子的定义和计算方法.作为国内天文地球动力学研究中心,上海天文台将与国内外一些合作单位考虑建立GPS/LEO掩星技术观测处理的软件系统.作为空基GPS气象学的推广,还考虑进行山基和飞机载掩星观测实验,论证用这些方法监测局部大气剖面的可行性以及它们在国民经济和科学研究上的作用.【总页数】9页(P39-47)【作者】严豪健;郭鹏;张贵霞;黄珹【作者单位】中国科学院国家天文台,北京,100012;中国科学院上海天文台,上海,200030;中国科学院国家天文台,北京,100012;中国科学院上海天文台,上海,200030;中国科学院国家天文台,北京,100012;中国科学院上海天文台,上海,200030;中国科学院国家天文台,北京,100012;中国科学院上海天文台,上海,200030【正文语种】中文【中图分类】P228.4;P41【相关文献】1.上海天文台GPS/LEO掩星反演地球大气模拟软件(SHAOOS)介绍 [J], 郭鹏;洪振杰;严豪健;黄珹2.上海天文台GPS／LEO掩星反演地球大气模拟软件（SHAOOS）介绍 [J], 郭鹏;洪振杰;严豪健;黄珹3.上海天文台GPS掩星技术研究现状 [J], 严豪健;郭鹏;张贵霞;黄珹4.上海天文台GPS气象学的研究现状 [J], 严豪健;朱文耀;黄珹5.上海天文台GPS气象学的研究现状 [J], 严豪健;朱文耀;等因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
地面GPS探测大气的最新进展
地面GPS探测大气的最新进展
王小亚;朱文耀;严豪健;丁金才
【期刊名称】《地球科学进展》
【年(卷),期】1997(12)6
【摘要】综述了利用地面ＧＰＳ站探测大气的技术，包括基本原理、方法、应用、最新进展和结果的介绍以及存在于该技术中的误差源的讨论。
从地面ＧＰＳ站的观测和表面气象参数可得出天顶湿延迟（ＺＷＤ）的估计，再由它和可降水汽量（ＰＷＶ）之间的转换关系就可得出ＰＷＶ估计。
这种方法求得的ＰＷＶ时间序列不仅能提高天气预报的准确度而且有助于气候变化的研究和数值天气预报模型的改进，这就是新兴学科ＧＰＳ气象学形成的基础。
最后简述了日本ＧＰＳ气象学的发展和未来的计划。
【总页数】9页(P519-527)
【关键词】大气探测;GPS;可降水汽量
【作者】王小亚;朱文耀;严豪健;丁金才
【作者单位】中国科学院上海天文台;上海气象局
【正文语种】中文
【中图分类】P412.12;P427
【相关文献】
1.长江三角洲地区地面GPS探测大气的研究进展 [J], 李洁;闵锦忠;叶其欣;刘敏
2.长江三角洲地区地面GPS探测大气的研究进展 [J], 李洁;闵锦忠;叶其欣;刘敏
3.利用GPS探测海洋大气环境和大气波导 [J], 宋玉珍;刘炼
4.地面GPS探测大气可降水量的初步结果 [J], 王小亚;朱文耀;严豪健;程宗颐;丁金才
5.地面GPS观测探测大气可降水汽量的方法和前景 [J], 王小亚;丁金才
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上海市GPS综合应用现状与发展前景探讨
上海市GPS综合应用现状与发展前景探讨
糜长军;金志华;田蔚风
【期刊名称】《全球定位系统》
【年(卷),期】2006(31)3
【摘要】GPS产业及服务在国内外风起云涌.上海作为国内率先进行GPS研究和应用的地区之一,已经具备扩展GPS综合应用,发展GPS产业的基础与能力.文章分析了上海市GPS资源状况和应用现状,探讨了上海市GPS综合应用的指导思想、应用方案及主要任务.
【总页数】4页(P42-45)
【作者】糜长军;金志华;田蔚风
【作者单位】上海交通大学仪器工程系导航与控制研究所,上海,200030;上海交通大学仪器工程系导航与控制研究所,上海,200030;上海交通大学仪器工程系导航与控制研究所,上海,200030
【正文语种】中文
【中图分类】U666
【相关文献】
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2.我国车载GPS系统的应用现状与发展前景 [J], 李勇
3.我国车载GPS系统的应用现状与发展前景 [J], 易鸣镝
4.浅谈GPS技术在土地测绘中的应用现状及发展前景 [J], 张海武;张海文
5.浅谈GPS技术在土地测绘中的应用现状及发展前景 [J], 张海武;张海文;
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我国是一个发展中的大国， 地域广阔、 地貌复杂。近年来， 技术在我国得到越来越高 Ｇ Ｐ Ｓ 的重视， 在独立发展我国自己的 Ｇ 网络的同时， 我国一些主要台站也参加了国际 Ｉ 网络。 Ｐ Ｓ Ｇ Ｓ 今天， 无论在国防和国民经济中， 或者在科学研究中， 技术在我国都获得丰硕的科研成果 Ｇ Ｐ Ｓ 和显著的经济效应。但是， 我国又是多自然灾害的国家。灾害的预报和防治是我国政府面临 的一个重要问题。用 Ｇ 技术监测地球大气的设想在我国无疑有很大的潜力， 也是我国 Ｇ Ｐ Ｓ Ｐ Ｓ 工作者应该考虑的研究课题之一。作为我国参加的 Ｉ 观测网络之一和 Ｇ 观测资料处理中 Ｇ Ｓ Ｐ Ｓ 心的上海天文台， 从９ 年代中期就开始注意到 Ｇ 技术在气象学上的应用， 并完成了若干篇 ０ Ｐ Ｓ ［ ， ， ］ ３ ４ ５ 调研论文 ， 它对我国 Ｇ 气象学的发展有一定的推动作用。与此同时， 地基和空基 Ｇ Ｐ Ｓ Ｐ Ｓ 气象学的研究工作也在上海天文台开展起来。本文将简要地介绍上海天文台 Ｇ 气象学的 Ｐ Ｓ 研究成果和今后的发展方向。
年第 ２ 期 ２ ０ ０ ０ １
中 国 科 学 院 上 海 天 文 台 年 刊 Ａ Ｎ Ｎ Ａ Ｌ ＳＯ ＦＳ Ｈ Ａ Ｎ Ｇ Ｈ Ａ ＩＯ Ｂ Ｓ Ｅ Ｒ Ｖ Ａ Ｔ Ｏ Ｒ ＹＡ Ｃ Ａ Ｄ Ｅ Ｍ Ｉ ＡＳ Ｉ Ｎ Ｉ Ｃ Ａ
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上海天文台 Ｇ 气象学的研究现状 Ｐ Ｓ
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的科学意义和经济价值。目前还有人在进行不懈的努力去改进计算方法， 从而达到提高 Ｇ Ｐ Ｓ 技术的定时和定位精度， 加快计算速度的目的。而另外有一些人在考虑如何应用 Ｇ 星座的 Ｐ Ｓ 特性， 寻求它在其它科学领域中的应用价值。从 Ｇ 卫星发射的无线电信号， 在到达接收机 Ｐ Ｓ 的过程中遭受到大气折射的影响。在原先的 Ｇ 计算方案中， 这项影响一开始就是作为一项 Ｐ Ｓ 主要的误差源进行研究并加以改正的。在近十年中， 随着 Ｇ 观测精度的不断提高， 我们发 Ｐ Ｓ 现Ｇ 信号的大气延迟效应可以用于地球大气的探测之中。一方面， 平差中求得的台站 Ｐ Ｓ Ｇ Ｐ Ｓ 天顶延迟改正项可以用来计算台站上空可降水汽量的垂直积分。这就是地基 Ｇ 气象学的 Ｐ Ｓ ［ ］ １ 基本原理 。另一方面， 一个安装在低轨道地球卫星上的 Ｇ 接收机在观测一个正在掩星过 Ｐ Ｓ 卫星信号时， 有可能用反演方法提供地球大气的压力、 温度、 湿度的详细剖面。这 程中的 Ｇ Ｐ Ｓ
主题词： 气象学 — 地基 Ｇ 测量 — 空基 Ｇ 测量 Ｇ Ｐ Ｓ Ｐ Ｓ Ｐ Ｓ 分类号： Ｐ １ ８ ３ ． ５
１ 引
言
气象学是 Ｇ 技术（ ） 在地 Ｇ Ｐ Ｓ Ｐ Ｓ Ｎ ａ ｖ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎＳ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍＴ ｉ ｍ ｉ ｎ ｇａ ｎ ｄＲ ａ ｎ ｇ ｉ ｎ ｇ ? Ｇ ｌ ｏ ｂ ａ ｌ Ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇＳ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ 球大气探测中的最新应用。自从 Ｇ 技术问世以来， 它在大地测量、 导航、 定时和地球物理等 Ｐ Ｓ 研究领域中所获得的一系列的科学成果， 以及在国防和民用上的广泛应用， 都显示出它的显著
上海天文台 Ｇ Ｐ Ｓ气象学的研究现状
严豪健 朱文耀 黄
王成
（ 中国科学院上海天文台， 上海 ２ ） ０ ０ ０ ３ ０ （ 中国科学院国家天文观测中心， 北京 １ ） ０ ０ ０ １ ２
提
要
介绍了上海天文台 Ｇ 气象学的背景、 进展和研究成果。从 ９ 年代起， 上海文台就分别开 Ｐ Ｓ ０ 展了地基 Ｇ 气象学和空基 Ｇ 气象学的研究工作。在地基 Ｇ 气象学研究中， 利用国内分布的 Ｐ Ｓ Ｐ Ｓ Ｐ Ｓ 个Ｇ 网站及周边地区的 ６ 个Ｉ 台站， 在１ 年７ 月２ 日到 ３ 日（ 天） 的Ｇ 观测资料， 首 ２ ３ Ｐ Ｓ Ｇ Ｓ ９ ９ ６ ６ １ ６ Ｐ Ｓ 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 ３ 分 ０ 小时。得到的天顶延迟改正的精度好于 １ ， 反演出可降水汽含量的内部精度约 １ ２ 。 钟和 ２ ｃ ｍ ｍ ｍ 把国内 Ｇ 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 Ｇ Ｐ Ｓ Ｐ Ｓ 和探空气球的可降水汽含量之间的平均中误差为 ３ ４ 。考虑到上海地区在台风和气候变化较 ｍ ｍ 年８ 月２ 日到 ９ 日（ 天） 和８ 月１ 日到 ２ 日（ 天） 的两个观测时 剧烈的季节因素， 选择了 １ ９ ９ ７ ８ ７ ７ １ １ 段， 做了国内第一个 Ｇ 地面 Ｇ 网有可能获得几乎实时的、 连续的和 Ｐ Ｓ ? ｓ ｔ ｏ ｒ ｍ实验。实验结果表明， Ｐ Ｓ 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。 气象研究中， 发现地面 Ｇ 网水汽观测具有良好的时间覆盖率的优点、 缺乏空间 在空基 Ｇ Ｐ Ｓ Ｐ Ｓ 分辨率的缺点； 而现有的 Ｇ 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 Ｐ Ｓ 此， 在地球低轨道（ ） 卫星的轨道设计中， 提出了通约 Ｌ Ｌ Ｅ Ｏ Ｅ Ｏ卫星的方法。希望通过改进轨道的 多天的观测序列， 而它的地面观测点的漂移可以控制在小于 １ 。这种方 Ｌ Ｅ Ｏ卫星获得长达 ２ ０ ０ ０ ０ ｋ ｍ 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 Ｇ 无线电掩星反演大气 Ｐ Ｓ 剖面的软件。
年１ 月１ 日收到。 １ ９ ９ ９ １ ２ 九五” 重大项目（ ） 、 国家自然科学基金项目（ 和１ ） 、 国家攀登项 Ｋ Ｊ ９ ５ １ － １ － ３ ０ ４ １ ９ ８ ３ ３ ０ ３ ０ ９ ７ ７ ３ ０ ２ ０ 中国科学院“ 目９ 的资助。 ７ ０ ２ ３ １ ０ ０ ３
第２ 期 １