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HNGICS反演大气可降水量的应用前景穆宝胜;刘洪飞【摘要】本文首先介绍了GPS反演大气可降水量的原理方法,并对GPS反演大气可降水量的流程做了重点介绍.然后介绍了河南省地质信息连续采集运行系统,(HNGICS),最后重点介绍了如何利用HNGICS进行大气可降水量的反演及其在各个领域的应用前景.【期刊名称】《全球定位系统》【年(卷),期】2017(042)003【总页数】4页(P90-93)【关键词】GPS;反演;大气可降水量;PWV;HNGICS【作者】穆宝胜;刘洪飞【作者单位】郑州测绘学校地形地籍测量教学部,河南郑州450015;郑州测绘学校地形地籍测量教学部,河南郑州450015【正文语种】中文【中图分类】P228.4当GPS发出的信号穿过大气层时,要受到电离层和对流层的折射影响,GPS信号发生弯曲和延迟,其中弯曲量很小,延迟量很大,则与大气参数相关联的折射率也会发生变化。
在GPS精密定位测量中,这种大气折射的影响被当作主要的误差源而要尽可能将它的影响消除干净。
而在GPS气象学中,与之相反,所要求得的就是大气对GPS卫星信号的折射量,再通过大气折射率与大气折射量之间的函数关系就可以求得大气折射率。
大气折射率是气温、气压和水汽压力的函数,通过一定的数学模型关系,则可以求得我们需要的气象信息,如水汽总量。
1.1 对流层天顶总延迟众所周知,大气电离层对信号的延迟与传播信号的频率平方成反比。
所以在数据的处理过程中可以通过对两个不同频率信号的延迟进行差分来估算电离层延迟。
当然,也可以通过两个频率大气延迟方程的线性组合直接消除电离层延迟。
ΔL=10-6×∫LN(s)ds=ΔLd+ΔLw+ΔLe，式中: ΔLd为大气的干延迟; ΔLw为大气湿延迟; ΔLe为大气电离层。
ΔL为对流层大气的总延迟,即中性延迟,一般在2.5 m左右; ΔLd为静力延迟,约为2.2 m; ΔLw为湿延迟,一般为十几毫米,数量级为10 mm.ΔLd占ΔL的90%以上,数值较为固定,受天气条件的影响不大。
基于IGS站不同区域可降水量变化对比分析文鸿雁;潘元进;何美琳;孙刚臣;刘立龙;罗满建【摘要】基于GPS反演技术的理论与方法,利用IGS站开放的观测数据和精密星历数据,选取北京、武汉、上海3个IGS站观测数据,通过GAMIT软件解算处理,得出3个站天顶方向对流层延迟量.由对流层延迟量和区域的平均温度,根据经验模型反演得出其大气水汽含量,并与探空水汽含量进行了比较,得出两者具有较好的一致性.同时分析了上述3个区域水汽变化特征,反演出大气水汽含量能较好反映区域天气参数的差异.%Data from three IGS observation stations (Beijing, Wuhan and Shanghai) is selected by the open observational data and precise ephemeris data of IGS stations. GAMIT software is used to calculate the zenith direction troposphere detention quantity based on GPS inverse technology. From the experience models, atmospheric water vapor content is obtained by tropospheric delay and regional mean temperature. Compared with radio sound data, the conclusion is that the two methods have good accordance. After analysis of the 3 variation characteristics of regional water, the inversion of atmospheric water vapor content can well reflect the regional difference of weather parameter.【期刊名称】《桂林理工大学学报》【年(卷),期】2012(032)004【总页数】4页(P524-527)【关键词】IGS站;大气水汽含量(PWV);探空数据;区域水汽变化【作者】文鸿雁;潘元进;何美琳;孙刚臣;刘立龙;罗满建【作者单位】桂林理工大学测绘地理信息学院,广西桂林541004;广西壮族自治区测绘地理信息局,南宁530004【正文语种】中文【中图分类】P228.4由于IGS产品在测量数据处理中的广泛应用，且其可靠性和稳定性都得以证明，所以GPS应用气象学也得到了国内外不少学者的研究，目前该项技术已进入到实际应用阶段。
基于GAMIT软件的对流层延迟量解算分析贾伟;潘元进;何美琳;覃辉【摘要】高精度数据处理软件是GPS数据解算的重要组成部分,也是GPS应用于各项研究领域的前提.基于GAMIT软件,通过研究分析其在解算时的关键技术,对广西CORS数据进行了解算,得出了其天顶方向延迟量.%High precision data processing software is an important part of the GPS data solution. And it is also the premise for GPS to be used in the research field. This paper resolved Guangxi CORS data which based on the GAMIT software and got its zenith direction delay value, through the research and analysis of the key technology in the solution.【期刊名称】《地理空间信息》【年(卷),期】2013(011)001【总页数】3页(P46-48)【关键词】GAMIT软件;CORS数据;关键技术;对流层延迟量【作者】贾伟;潘元进;何美琳;覃辉【作者单位】中交四航工程研究院有限公司,广东广州 510230;桂林理工大学测绘地理信息学院,广西桂林 541004;桂林理工大学测绘地理信息学院,广西桂林541004;广东科学技术职业学院,广东珠海 519090【正文语种】中文【中图分类】P228.421 GAMIT软件1.1 GAMIT软件简介GAMIT/GLOBK软件是MIT和SIO研制的GPS综合分析软件包，可以解算卫星轨道和地面测站的三维相对位置及对流层、电离层等参数。
作为开源数据处理软件，数据处理人员不仅可以全面地了解数据处理的流程及技巧，还可以对软件的源码进行编译，依据不同要求和环境建立适合科研的数学模型，这也在一定程度上促进了GAMIT/GLOBK软件的不断更新[1]。
利用GAMIT解算珠海GPS/MET的大气可降水量作者：邵应泉利赛明来源：《科技创新导报》 2013年第13期邵应泉利赛明(珠海市国家气候观象台广东珠海 519000)摘?要：GPS探测水汽具有高精度、高分辨率、易于维护以及可全天候观测等优点。
介绍利用地基GPS资料反演大气可降水量（PWV）的原理及方法。
以珠海GPS/MET为例,探讨GAMIT在ubuntu上的安装、参数表文件的设置、天顶总延迟的解算以及PWV的反演等步骤。
关键词：GAMIT 大气可降水量 GPS/MET中图分类号:P457 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2013)05(a)-0249-01近年来，GPS作为一种新的大气探测手段，在反演大气可降水量(PWV)中的应用中受到极大地重视。
由于GPS探测水汽具有高精度、高分辨率、易于维护以及可全天候观测等优点，自20世纪90年代后期以来，许多国家和地区相随继建立了国家级和地区级的GPS观测网[1]。
随着GPS/MET技术的发展，我国不断大力开展相应的应用研究和业务试验。
1 地基GPS资料反演大气可降水量的原理GPS卫星信号越过大气层时,受到电离层和对流层的折射影响造成信号的延迟。
大气的延迟分为电离层延迟和天顶总延迟(ZTD)。
电离层延迟可忽略不算。
ZTD由静力延迟(ZHD)和湿延迟(ZWD)构成。
ZTD一般通过GPS数据处理软件解算,而ZHD可由相关模型算得。
ZTD减去ZHD得到相应的ZWD,再通过ZWD与PWV之间的转换关系即可得到大气可降水量。
2 GAMIT的安装与配置目前高精度解算GPS观测数据的软件主要有GAMIT、Bernese以及GIPSY/OASIS。
GAMIT由于具备可免费申请获取、开放源代码、更新速度快、解算精度高等特点，在我国应用相当广泛。
2.1 GAMIT的组成GAMIT解算程序由7个模块[2]组成:ARC、MODEL、SINCLN、DBCLN、CVIEW、CFMRG、SOLVE。
三章 GAMIT在GPS反演大气水汽中的应用3.1 GPS数据处理软件GPS定位技术的普遍使用和深入研究使GPS已广泛应用到各个领域，其软件科学的发展和定位导航的需要促进了GPS 定位软件研发，同时GPS 精度的要求使精密解算GPS 观测数据的软件不断改进创新。
现在国际上普遍使用且精度较高的大地测量数据处理软件有如下软件：德国GFZ 地学中心的EPOS.P.V3 软件，瑞士BERNE 大学研制的Bernese 软件，美国麻省理工学院和加州大学圣地亚哥分校Scripps 海洋研究所联合研制开发的GAMIT/GLOBK 软件和美国宇航局喷气推进实验室研制的GIPSY/OASIS 软件。
针对工程应用而研制的商业软件主要包括TGO、TBC、Pinnacle、LGO、SKI-Pro 、Kiss以及国内各GPS 厂商自带的随机基线解算软件[22]。
本文研究采用高精度数据解算软件，下面对几种GPS高精度软件做简单的介绍。
（1）Bernese 软件Bernese 软件的功能非常强大，除了能定轨、定位、估计地球自转参数之外，还大量吸收融合各种有效改善定轨、定位精度的方法。
Bernese 软件能处理GPS 的两种数据，即非差和双差，用非差方法可以进行严密单点定位，也可用双差方法进行基线解算和整网平差。
此外，处理GPS 数据的同时还能处理GLONASS 及SLR 数据，重要的是它还能对GPS 数据和GLONASS 数据同时处置。
相比于其他高精度软件，Bernese的最大特点就是它能利用GPS 数据估计接收机天线的相位中心偏差及变化，并能够处理SLR 和GLONASS 卫星观测数据。
该软件由约一千个数据处理程序和百来个菜单程序通过文件有机地结合而组成。
经实验证明BPE 具有自动批处理功能且能够满足高精度定位的作用。
此软件运算速度快并且解算精度高，在大批观测量的数据解算中更能体现出一定的速度优势。
该软件的主体源程序由FORTRAN、Perl 语言写成并可在Windows、Unix 等多种计算平台上使用。
第43卷第2期 全球定位系统2018年4月G N SS W o r ld o f C h in adoi：10. 13442/j. gnss. 1008-9268. 2018. 02. 012Vol.43，No.2 April，2018GPS可降水汽含量在强降雨过程中的特征分析金蠢1，施昆1，陈云波2，李建涛1(1.昆明理工大学国土资源工程学院，云南昆明650093;2.昆明市规划编制与信息中心，云南昆明650500)摘要：针对水汽在大气中易于变化，高时空分辨率水汽资料的欠缺，造成强降雨短时临 近的预报水平不高的问题，探讨分析了 G P S水汽反演的精度。
利用香港CO R S数据，通过 G AM IT软件解算获得各测站1h大气可降水量时间序列，将其与探空数据获得的液态水含 量（PWV)和实际降水量进行比较分析。
结果表明，GPS/P W V与Radio/P W V在整体变化趋 势上具有很好的一致性，其相关系数大于〇• 9;GPS/P W V与Radio/P W V精度相当，两者平均 偏差小于1mm，均方根误差小于3 mm;G PS反演的大气可降水量与实际降水量具有较好的 对应关系，能够精确地监测到水汽变化的过程，可以用于水汽的监测和预报研究。
关键词：G P S水汽反演；探空数据；大气可降水量（PWV);实际降水量；GAMIT中图分类号：P228.4 文献标志码：A文章编号：1008-9268(2018)02-0065-07〇引言水汽在大气中含量很少，但易于变化，是天气 变化的主要影响因素之一，云、雾、雨、雪、霜、露等 都是水汽的各种表现形式。
水汽在大气中的变化 是天气的重要推动力，其含量是预报降水、恶劣天 气以及世界气候变化的一个非常重要的物理量。
如今，探测水汽含量的方法很多，但都有一定的不 足，无线电探空技术是人们最常使用的方法，其能 获得较高精度的高空大气水汽资料，但一天常规就 能探测两次，并且探空站点空间分布较为疏散，不 能获取全天候、高时空分辨率的大气水汽资料[1]。
基于GAMIT软件利用不同星历反演PWV的研究姜建;彭军还;许静;尤杰【摘要】首先简单介绍了GAMIT软件，然后基于GAMIT利用最终精密星历和预报精密星历分别解算相同的测站数据，得到测站天顶方向的对流层总延迟，再通过SAASTAMOINEN模型计算干延迟，提取出湿延迟后，结合地面气象数据反演大气可降水量。
通过比较2种星历反演结果得到，最终精密星历和预报精密星历在解算结果上精度相当，预报精密星历在实时的水汽监测中满足要求，能够为降水的预报、预警提供帮助。
【期刊名称】《地理空间信息》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】3页(P99-101)【关键词】GAMIT;GPS星历;干延迟;湿延迟;大气可降水量【作者】姜建;彭军还;许静;尤杰【作者单位】中国地质大学北京土地科学技术学院,北京,100083;中国地质大学北京土地科学技术学院,北京,100083;中国地质大学北京土地科学技术学院,北京,100083;中国地质大学北京土地科学技术学院,北京,100083【正文语种】中文【中图分类】P228.41应用GPS技术探测大气中的水汽是近十几年来大地测量学和气象学研究的热点[1]。
与传统探测方法相比，它具有稳定、全天候、时间和空间分辨率高等优点[2]。
近年来其发展非常迅速，许多国家进行了该技术的实验和研究[3]，并建立起了自己的地基GPS测量大气水汽的观测网，如日本、美国等。
我国的北京、台湾、上海等地区也先后进行了GPS气象学的研究和实验，并于2004年在上海建成GPS综合应用网投入GPS气象学领域使用[4]。
利用GPS提供的基础数据探测水汽时，需要精确的卫星星历[5]。
目前IGS提供的精密星历分为IGS（最终精密星历）、IGR（快速精密星历）和IGU（预报精密星历）3种，最终精密星历和快速精密星历的精度优于5 cm，时延11 d和17 h，预报精密星历精度优于25 cm但实时发布。
前2种星历精度高，可以满足利用GPS探测水汽的要求，但是因为它的时延性导致不能满足实时业务的需要。
基于超快速星历进行实时反演大气水汽总量的可行性研究申建华;赵兴旺;许九靖;刘超;徐跃【摘要】从GPS气象学实际应用的角度出发,能够实时获取高时空分辨率的大气水汽场是一个十分关键的问题.基于地基GPS遥感水汽的原理,利用香港地区CORS 网的实际测量数据进行试验,根据IGS网站提供的不同精度的轨道信息设计了试验方案,并且比较了方案中最终精密星历、超快速星历以及气象探空站探测得到的大气可降水量序列.实验结果表明,利用超快速星历反演算出的大气水汽总量与最终精密星历一致,其精度可以满足气象预报等实时业务的需求.【期刊名称】《全球定位系统》【年(卷),期】2018(043)001【总页数】6页(P54-59)【关键词】地基GPS;水汽含量;超快速星历;实时反演【作者】申建华;赵兴旺;许九靖;刘超;徐跃【作者单位】安徽理工大学测绘学院,安徽淮南232001;安徽理工大学测绘学院,安徽淮南232001;安徽理工大学测绘学院,安徽淮南232001;安徽理工大学测绘学院,安徽淮南232001;安徽理工大学测绘学院,安徽淮南232001【正文语种】中文【中图分类】P228.40 引言水汽是大气的重要组成成分之一,同时也是一种具有温室效应的气体,其在空间中的分布极不均匀,并且时间变化是大气中变化最大的一种成分,变化尺度相较于风速气温要精细很多。
水汽的变化和天气的改变有着密切的联系,水汽的变化被视为预测灾害性天气的重要因素之一,如何准确确定大气水汽的分布及变化规律是气象学和天气预报的基本问题之一[1]。
最早在1992年Bevis等人进行了全球定位系统(GPS)探测大气可降水量(PWV)的实验,利用地面气温拟合了大气的加权平均温度,使得GPS探测大气水汽的方法由设想变成现实[2-3]。
该技术在气象学中的应用日益受到了重视[4],随着GPS技术的发展和连续运行(卫星定位服务)参考站(CORS)不断建立,地基GPS/MET技术日益成熟[5]。
基于卡尔曼滤波的中国区域气温和降水的多模式集成预报智协飞;黄闻【摘要】Based on the data from the TIGGE datasets of European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), Japan Meteorological Agency (JMA), National Centers for Environmental Prediction (NCEP), China Meteorological Administration (CMA) and United Kingdom Met Office (UKMO), the Kalman filter method was applied to conduct multimodel ensemble forecasts of the surface air temperature and precipitation.The results showthat the multimodel ensemble forecasts by using Kalman filter are superior to those of the bias-removed ensemble mean (BREM) and other individual models.However, the forecast results of Kalman filter method vary for different meteorological elements and different forecast lead times. For the surface air temperature forecast in China, Kalman filter method shows the best forecast capability while for the precipitation forecast, it has a higher TS score than the BREM.However, with longer forecast lead time, the TS scores for heavy rains are approximately equivalent to those of the best individual model UKMO.So the Kalman filter method does not improve the forecast capability of heavy rains significantly.To sum up, the root mean square error (RMSE) of surface air temperature and precipitation forecasts based on Kalman filter is the smallest among those of the multimodel ensemble forecasts and each individual model forecasts.%利用TIGGE资料集下欧洲中期天气预报中心(ECMWF) 、日本气象厅 (JMA) 、美国国家环境预报中心 (NCEP) 、中国气象局(CMA) 和英国气象局 (UKMO) 5个模式预报的结果, 对基于卡尔曼滤波的气温和降水的多模式集成预报进行研究.结果表明, 卡尔曼滤波方法的预报效果优于消除偏差集合平均 (BREM) 和单模式的预报, 但是对于地面气温和降水, 其预报效果也存在一定的差异.在中国区域2 m气温的预报中, 卡尔曼滤波的预报结果最优.而对于24 h累积降水预报, 尽管卡尔曼滤波在所有量级下的TS评分均优于BREM, 但随着预报时效增加, 其在大雨及以上量级的TS评分跟最佳单模式UKMO预报相当, 改进效果不明显.卡尔曼滤波在地面气温和24 h累积降水每个预报时效下的均方根误差均最优, 预报效果更佳且稳定.【期刊名称】《大气科学学报》【年(卷),期】2019(042)002【总页数】10页(P197-206)【关键词】卡尔曼滤波;消除偏差集合平均;多模式集成预报;TIGGE【作者】智协飞;黄闻【作者单位】南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/气象灾害教育部重点实验室/大气科学学院,江苏南京 210044;南京大气科学联合研究中心,江苏南京 210008;南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/气象灾害教育部重点实验室/大气科学学院,江苏南京 210044【正文语种】中文近年来,数值天气预报及其释用技术迅速发展,其在天气预报中的地位也越来越高,并且其发展方向也由单一确定性预报转向了集合数值预报(王太微和陈德辉,2007)。
