非实测气象参数在GNSS水汽反演中的适用性

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作者 朱童 张克非 +3 位作者 李龙江 孙鹏 张明浩 赵东升 《导航定位学报》 北大核心 2025年第2期9-19,共11页

针对未配备气象传感器的全球卫星导航系统(GNSS)站缺乏实测气象参数,通常利用再分析数据、经验模型替代反演大气可降水量(PWV)的问题,定量分析地面气压(P)和加权平均温度(Tm)在反演PWV中的适用性:利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)发布... 针对未配备气象传感器的全球卫星导航系统(GNSS)站缺乏实测气象参数,通常利用再分析数据、经验模型替代反演大气可降水量(PWV)的问题,定量分析地面气压(P)和加权平均温度(Tm)在反演PWV中的适用性:利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)发布的第五代再分析数据集(ERA5)、美国国家环境预报中心(NCEP)/国家大气研究中心(NCAR)再分析数据、第二代和第三代全球气压和温度模型(GPT2和GPT3)、全球格网非线性加权平均温度模型(GGNTm)计算P和Tm;然后以探空站实测气象数据为参考,评估不同P和Tm的精度及其对PWV反演的影响。结果表明:1)ERA5、NCEP、GPT2、GPT3获取P的偏差(bias)绝对值小于1 h Pa,均方根误差(RMSE)小于5.5 h Pa;2)在获取Tm方面,ERA5、NCEP、GGNTm、GPT3的bias绝对值小于2.5 K,RMSE小于5.5 K;3)将ERA5、NCEP、GPT2+GGNTm、GPT3获取的气象参数应用到PWV反演中,PWV偏差绝对值小于0.5 mm,RMSE小于3 mm。分析得出应用非实测气象参数反演的GNSS大气可降水量也可获得较高精度的结论。 展开更多

关键词 非实测气象参数 探空数据 全球卫星导航系统(gnss)水汽反演 再分析数据 经验模型

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基于GNSS水汽和地面假相当位温观测的短时强降水阈值预报方法研究 被引量：2

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作者 余洋 万蓉 +1 位作者 付志康 向怡衡 《气象》 CSCD 北大核心 2024年第5期603-615,共13页

基于2019年和2020年6—7月GNSS水汽监测网大气可降水量(PWV)资料和并址气象站的地面雨量、温、压、湿等同步观测数据,利用临界成功指数(CSI)和命中率(POD)两个检验指标,探索建立了基于PWV、6小时水汽增量(PWV*)及假相当位温距平(θ_(se... 基于2019年和2020年6—7月GNSS水汽监测网大气可降水量(PWV)资料和并址气象站的地面雨量、温、压、湿等同步观测数据,利用临界成功指数(CSI)和命中率(POD)两个检验指标,探索建立了基于PWV、6小时水汽增量(PWV*)及假相当位温距平(θ_(se)*)的短时强降水阈值预报方法,并利用2021年6—7月降水样本对该预报方法进行检验,结果显示CSI和POD分别为0.167和0.593,其评分高于目前常规业务方法对短时强降水的客观预报评分,其中约48%的短时强降水发生在预警之后的24小时内,约78%发生于48小时内。研究区域内78.6%的短时强降水样本发生在连续15小时PWV*的累积值(∑PWV*)≥75 mm且连续24小时θ_(se)*累积值(∑θ_(se)*)≥30 K的条件下;PWV高值区叠加∑PWV*和∑θ_(se)*的大值区对梅雨期短时强降水以及暴雨发生区域有较好的指示性。 展开更多

关键词 短时强降水 gnss 大气可降水量 假相当位温 客观预报

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GNSS PWV典型季风气候特征奇异谱分析

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作者 姚欢欢 党亚民 +3 位作者 杨强 闫明豪 陈洪凯 李惠玲 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期19-26,共8页

为了进一步研究利用全球卫星导航系统(GNSS)大气可降水量(PWV)分析不同气候类型特征,进行GNSS PWV典型季风气候特征奇异谱分析:选取中国中东部地区2016—2021年部分连续运行参考站(CORS)数据,提出将全球气压和温度(GPT(GPT3_1、GPT3_5)... 为了进一步研究利用全球卫星导航系统(GNSS)大气可降水量(PWV)分析不同气候类型特征,进行GNSS PWV典型季风气候特征奇异谱分析:选取中国中东部地区2016—2021年部分连续运行参考站(CORS)数据,提出将全球气压和温度(GPT(GPT3_1、GPT3_5))模型、欧洲中期天气预报中心第五代大气再分析数据集(ERA5)模型3种大气模型分别与GNSS解算的对流层总延迟(ZTD)数据融合获取的PWV值进行对比分析,得出中国3种典型季风气候类型GNSS PWV最优大气模型;然后提出利用奇异谱分析(SSA)法分解重构出GNSS PWV时间序列,从而基于GNSS PWV分析不同季风气候类型特征。结果表明,中国3种典型季风气候类型条件下ERA5模型精度较优,选择ERA5模型为最优大气模型,重构后的GNSS PWV变化趋势能够很好地反映出3种典型季风气候类型的特征;因此GNSS PWV可应用于气候特征分析。 展开更多

关键词 全球卫星导航系统(gnss) 大气可降水量(PWV) 全球气压和温度(GPT)模型 欧洲中期天气预报中心第五代大气再分析数据集(ERA5) 奇异谱分析(SSA) 气候特征

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GNSS水汽反演层析及其对降雨监测的分析 被引量：3

4

作者 崔许睿 王苗苗 +4 位作者 卞桂阳 周德福 费叔春 戴宇航 蔡文轩 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期129-138,共10页

为了进一步研究全球导航卫星系统(GNSS)反演层析的水汽在降雨监测中的应用,以香港地区卫星定位参考站网(SatRef)中18个站点的GNSS观测数据和气象观测数据为基础,采用非差分方式分析网内各站点上空的天顶对流层湿延迟和测站上空的大气可... 为了进一步研究全球导航卫星系统(GNSS)反演层析的水汽在降雨监测中的应用,以香港地区卫星定位参考站网(SatRef)中18个站点的GNSS观测数据和气象观测数据为基础,采用非差分方式分析网内各站点上空的天顶对流层湿延迟和测站上空的大气可降水量反演:结合水汽层析技术获得三维分布的大气水汽结构,并分别以大气可降水量和无线电探空站的垂直剖面数据为参考对层析结果进行检核,结果表明,内部平均差异约2 mm,外部差异最大1.7 mm,显示出较好的一致性;以红色警告的一次降雨过程为例,对降雨前后水汽的分布及其变化进行分析。实验结果表明,GNSS反演的区域大气可降水量及空间水汽尤其是低高度层的水汽,在降雨前后变化较为明显,能够更加及时有效地反映降雨前后及降雨过程中水汽的变化和空间移动过程。 展开更多

关键词 全球导航卫星系统(gnss)气象学 大气可降水量(PWV) 水汽层析 降雨监测

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基于小波变换的苏州暴雨前GNSS水汽异常变化分析

5

作者 潘建平 李黎 +1 位作者 马华锋 张明松 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期63-71,共9页

为研究暴雨前的大气水汽异常变化,该文基于2022年苏州市全球卫星导航系统(GNSS)数据和邻近气象站的逐小时降水量观测数据,利用小波变换方法分解重构GNSS大气可降水量(PWV)时序,分析暴雨前的GNSS PWV时序变化特征和异常信号。研究结果表... 为研究暴雨前的大气水汽异常变化,该文基于2022年苏州市全球卫星导航系统(GNSS)数据和邻近气象站的逐小时降水量观测数据,利用小波变换方法分解重构GNSS大气可降水量(PWV)时序,分析暴雨前的GNSS PWV时序变化特征和异常信号。研究结果表明:2022年苏州暴雨发生前PWV普遍有1~3日内的明显上升期,夏季暴雨的PWV最大峰值可达72.4 mm,秋季暴雨PWV的最大峰值可达68.3 mm,春季暴雨的PWV峰值最大可达46.3 mm;突发性极端暴雨与PWV增幅关系密切,增幅越快,降水量越大;PWV经小波分解重构后,第四层高频系数(d4)的峰值或谷值往往早于暴雨发生时刻1~3 d,PWV增幅越快,PWV的d4高频系数振幅越大。本方法可探测出暴雨发生前的PWV时序异常变化,为暴雨短临预报提供一定参考依据。 展开更多

关键词 全球卫星导航系统(gnss) 暴雨 可降水量 小波变换

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顾及高程的南极洲GNSS可降水量K值模型

6

作者 王锦 李黎 +3 位作者 张敏 许思怡 卢厚贤 何琦敏 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期102-111,共10页

针对南极洲地区水汽资料匮乏且时空分辨率低的问题,提出顾及高程的南极洲GNSS可降水量K值模型:基于全球卫星导航系统(GNSS)获取的大气可降水量(PWV),利用2015—2021年南极洲地区的8个探空站资料,通过数值积分法计算水汽转换系数(K值),用... 针对南极洲地区水汽资料匮乏且时空分辨率低的问题,提出顾及高程的南极洲GNSS可降水量K值模型:基于全球卫星导航系统(GNSS)获取的大气可降水量(PWV),利用2015—2021年南极洲地区的8个探空站资料,通过数值积分法计算水汽转换系数(K值),用2015—2017年的K值建立Emardson-I模型与顾及高程的Emardson-H模型;并用2018—2021年5个探空站和4个GNSS站检验2种模型的预测精度。结果表明:就K值预报精度而言,Emardson-I模型的平均绝对偏差(MAE)和均方根(RMS)的平均值分别为0.00199和0.00247,Emardson-H模型的平均MAE和平均RMS分别为0.00179和0.00228,Emardson-H模型精度略优于Emardson-I模型;在南极洲的低海拔地区,基于Emardson-I和Emardson-H模型的GNSS-PWV精度一致,顾及高程的Emardson-H模型优势并不明显;与探空资料的PWV相比,Emardson-H模型的PWV反演精度优于Emardson-I模型。顾及高程的Emardson-H模型预测精度较高,更适用于南极洲地区的GNSS-PWV反演。 展开更多

关键词 艾默生(Emardson)模型 全球卫星导航系统(gnss) 可降水量(PWV) 转换系数 探空资料 南极洲

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利用多GNSS分析澳大利亚极端降雨水汽变化

7

作者 刘怡兵 周凌昊 范磊 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期211-219,共9页

利用澳洲153个全球卫星导航系统(GNSS)站提供的北斗卫星导航系统(BDS)、全球定位系统(GPS)、伽利略卫星导航系统(Galileo)的多系统观测数据与武汉大学发布的超快速轨道和钟差产品/最终产品,计算2017年澳洲一次极端降雨过程中测站上空的... 利用澳洲153个全球卫星导航系统(GNSS)站提供的北斗卫星导航系统(BDS)、全球定位系统(GPS)、伽利略卫星导航系统(Galileo)的多系统观测数据与武汉大学发布的超快速轨道和钟差产品/最终产品,计算2017年澳洲一次极端降雨过程中测站上空的天顶对流层延迟(ZTD)和大气可降水含量(PWV)。结果表明:多系统GNSS联合解算的ZTD与国际GNSS服务(IGS)最终产品互差的平均偏差为-0.01 mm,较单一GPS系统解算偏差更小;准实时ZTD计算与事后计算精度相当。利用气象再分析资料ERA5提供的温压数据进行PWV反演和精度验证的结果表明:多系统GNSS反演PWV与ERA5互差RMS为2.71 mm,符合气象学研究要求。最后,结合ERA5陆面产品的逐时降水量数据分析PWV与本次降雨的关联。在时序上,PWV达到极大值后2~3 h内降水量达到最大值。在空间上,PWV高值地区与强降雨地区具有高度一致性。 展开更多

关键词 全球卫星导航系统(gnss) 天顶对流层延迟(ZTD) 大气可降水含量(PWV) 极端降雨

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顾及GNSS测站分布特征的陆地水储量异常反演

8

作者 徐志新 沈祎凡 +1 位作者 亢培峰 吕广涵 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期153-161,共9页

针对基于单一模型数据无法准确反演小尺度区域内陆地水储量异常(TWSA)的问题,提出一种顾及全球卫星导航系统(GNSS)测站分布特征的陆地水储量异常反演方法:以河北省GNSS垂向形变序列和地壳水文负载(HYDL)形变模型数据为基础,结合地壳负... 针对基于单一模型数据无法准确反演小尺度区域内陆地水储量异常(TWSA)的问题,提出一种顾及全球卫星导航系统(GNSS)测站分布特征的陆地水储量异常反演方法:以河北省GNSS垂向形变序列和地壳水文负载(HYDL)形变模型数据为基础,结合地壳负载模型反演得到河北省2011—2020年间的陆地水储量异常模型TWSAGNSS-HYDL时空变化特征;然后利用地球重力恢复与气候实验(GRACE)卫星数据反演的陆地水储量异常反演模型TWSAGRACE进行验证。结果表明,2组数据的周年振幅时空分布呈现较好的一致性;TWSA的周年振幅凸起点均位于河北省的东南部和西南部;利用小波分析对2组TWSA进行分析,可知2个序列存在约350 d的共振周期,并且在相位上存在很好的一致性;TWSAGNSS-HYDL和TWSAGRACE的皮尔森相关系数和均方根误差分别为0.67 cm和1.8 cm。提出的方法可准确评估河北省水储量的时空特征,并为填补GRACE和GRACE-Follow On(FO)重力卫星之间的空白期提供参考。 展开更多

关键词 全球卫星导航系统(gnss) 地壳水文负载(HYDL)模型 陆地水储量异常(TWSA) 地壳负载模型 地球重力恢复与气候实验(GRACE)卫星

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基于GNSS-R的海面风速探测技术研究 被引量：23

9

作者 周旋 叶小敏 +3 位作者 于暘 邵连军 刘书明 李紫薇 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期1575-1580,共6页

该文利用数值仿真手段分析了全球导航卫星系统海面反射(GNSS-R)信号的时延相关功率曲线特征,讨论了风速、风向、GNSS卫星高度角、接收机平台高度和速度等因素对海面散射信号相关功率的影响,给出了GNSS-R海面风速的反演方法和技术流程,... 该文利用数值仿真手段分析了全球导航卫星系统海面反射(GNSS-R)信号的时延相关功率曲线特征,讨论了风速、风向、GNSS卫星高度角、接收机平台高度和速度等因素对海面散射信号相关功率的影响,给出了GNSS-R海面风速的反演方法和技术流程,并进行了试验验证。结果表明,在中低风速条件(<20 m/s)下,GNSS-R测量的海面风速与实测风速的基本一致,说明GNSS-R探测海面风速的可行性以及该文给出的海面风速反演方法的正确性。当风速超过20 m/s时,由于受海浪谱模型的限制,其反演的结果明显低于实测风速。最后,根据试验结果,初步给出了GNSS-R测量海面风速的修正模型。 展开更多

关键词 全球导航卫星系统海面反射信号(gnss-R) 海面风速 反演

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GNSS遥感技术在智慧水利建设中的应用展望 被引量：9

10

作者 朱德军 李浩博 王晓明 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2022年第10期33-57,共25页

智慧水利建设作为新阶段水利现代化与高质量发展的重要实施路径之一,已成为快速提升水资源效能及水旱灾害防御能力、改善水环境及水生态现状的强力抓手和必然选择,而其扎实推进则需要综合利用各类先进的空间信息技术。随着我国北斗系统... 智慧水利建设作为新阶段水利现代化与高质量发展的重要实施路径之一,已成为快速提升水资源效能及水旱灾害防御能力、改善水环境及水生态现状的强力抓手和必然选择,而其扎实推进则需要综合利用各类先进的空间信息技术。随着我国北斗系统的全面建成以及新一代GNSS系统的飞速发展,GNSS技术与其他学科不断融合,应用领域也得以不断扩展。多频多模多卫星系统的GNSS遥感技术作为一种融合了GNSS卫星导航与遥感技术的新型遥测手段,主要包括GNSS折射遥感及GNSS反射遥感两部分,对该技术的有效利用能够为水利领域各项应用及智慧水利建设提供有力支撑。首先介绍了智慧水利建设的发展沿革,并从政策指引、实践需求以及现实意义等层面充分揭示了推动智慧水利建设的重要性、必要性及迫切性,系统总结了GNSS折射遥感与反射遥感技术在水旱灾害防护、水工建设监管、水循环过程监测及水文参数反演等水利领域各项应用中的研究进展。最后,面向GNSS遥感技术在新时期智慧水利建设中的应用提出了一些建议和想法,以期借此综述,使领域内专家学者对GNSS遥感的技术优势、在水利领域应用中的研究现状以及在智慧水利建设中的应用展望形成一个较为系统的了解。 展开更多

关键词 gnss 北斗 gnss折射遥感 gnss反射遥感 智慧水利

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岸基GNSS反射信号的波浪多参数反演方法研究 被引量：4

11

作者 王波 闫星魁 +3 位作者 徐宇柘 张可可 刘世萱 陈世哲 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期315-321,共7页

针对当前GNSS-R技术利用GNSS海面反射信号仅反演有效波高一个参数的不足,基于直射信号和反射信号构成的复相干场模型,建立海面相关时间与波浪的有效波高和平均波周期的映射模型,给出了基于直射信号多普勒频移、C/A码、导航数据位参数辅... 针对当前GNSS-R技术利用GNSS海面反射信号仅反演有效波高一个参数的不足,基于直射信号和反射信号构成的复相干场模型,建立海面相关时间与波浪的有效波高和平均波周期的映射模型,给出了基于直射信号多普勒频移、C/A码、导航数据位参数辅助的海面反射信号处理流程和方法,确立了基于GNSS海面反射信号的有效波高和平均波周期反演流程和方法,并在青岛小麦岛海洋观测站进行了岸边实验.实验结果表明,有效波高反演结果的均方误差为0.1m,平均波周期反演结果的均方误差为0.61s.所提反演方法对海洋观测新技术研究和新装备制造,及其在我国北斗系统中的应用等扩展领域,都具有明显学术价值和重要意义. 展开更多

关键词 全球导航卫星系统 波浪 有效波高 平均波周期 反演

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联合GNSS/RS多源数据反演三维大气水汽分布研究 被引量：7

12

作者 张文渊 张书毕 +2 位作者 郑南山 张秋昭 丁楠 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1951-1964,共14页

大气水汽作为重要的温室气体之一,其在全球气候变化研究及极端天气预警中起到重要作用.全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)水汽层析技术作为重构高时空分辨率大气水汽三维分布的重要手段之一,目前得到了快速的... 大气水汽作为重要的温室气体之一,其在全球气候变化研究及极端天气预警中起到重要作用.全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)水汽层析技术作为重构高时空分辨率大气水汽三维分布的重要手段之一,目前得到了快速的发展和应用.但受GNSS观测信号几何特征的限制,传统水汽层析模型仍无法解决观测分布不均和空余体素块多的问题.本文首次利用遥感(Remote Sensing,RS)卫星高水平分辨率信号的观测几何优势,提出一种联合GNSS/RS多源数据的水汽层析方法,用于反演高精度的三维大气水汽分布.利用徐州地区GNSS观测数据与MODIS、MERSI两种遥感水汽数据对该方法的可行性及精度进行验证.结果表明:相比于传统GNSS层析模型,GNSS/RS层析模型的观测信号数量和网格穿刺率分别提高了38.41%和55.56%.分别以研究区域的探空站(58027)水汽廓线和ERA5再分析资料为参考值,发现GNSS/RS层析模型的各类精度指标均优于传统模型,其中平均均方根误差分别提高了29.68%和20.31%,并且在不同高度层上GNSS/RS层析水汽产品质量也优于传统模型,这表明GNSS/RS层析模型可有效改善层析结果质量,反演出精确、可靠的大气水汽三维分布信息. 展开更多

关键词 三维大气水汽 全球导航卫星系统 遥感水汽数据 对流层层析技术

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利用ERA5资料进行桂林地区GNSS水汽反演精度分析 被引量：11

13

作者 莫智翔 黄玲 +4 位作者 郭希 黄良珂 刘立龙 庞周洲 邓云飞 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第2期131-137,共7页

由于桂林地区地基GNSS站并未配置气象传感器,致使大量GNSS观测数据无法在大气水汽(PWV)监测中发挥作用.针对这一情况,本文将欧洲中期天气预报中心(ECMWF)最新发布的ERA5再分析资料中测站处的气压和温度气象数据加入到GNSS水汽反演中,并... 由于桂林地区地基GNSS站并未配置气象传感器,致使大量GNSS观测数据无法在大气水汽(PWV)监测中发挥作用.针对这一情况,本文将欧洲中期天气预报中心(ECMWF)最新发布的ERA5再分析资料中测站处的气压和温度气象数据加入到GNSS水汽反演中,并将反演结果与利用地面气象站反演的GNSS水汽做对比,以此评估ERA5在桂林地区反演GNSS水汽的精度和适用性.结果表明:1)以桂林地区2017年10个地面气象站的实测气压和温度数据为参考值,ERA5地表气压和温度的年均偏差分别为-0.35 hPa和0.86 K,年均均方根误差(RMSE)分别为0.65 hPa和1.66 K,该精度可用于GNSS水汽反演;2)以2017年6-7月GNSS利用地面气象站反演的PWV为参考值,ERA5反演的GNSS PWV的偏差和RMSE分别为0.17 mm和0.35 mm,且两者具较好的相关性和一致性.由此表明,ERA5地表温压产品可应用于桂林地区GNSS水汽反演,这些研究结果可为桂林地区的GNSS水汽反演及数据源的选用提供重要的参考依据. 展开更多

关键词 ERA5 全球导航卫星系统 大气水汽 桂林地区

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不同星历产品对GNSS可降水量的影响分析 被引量：3

14

作者 任政兆 许长辉 党亚民 《导航定位学报》 CSCD 2020年第2期90-95,共6页

针对最终精密星历发布延迟时间长、更新速度慢,无法满足实时数值气象预报的需求的问题,提出利用超快速星历和快速星历替代最终精密星历反演全球卫星导航系统(GNSS)大气可降水量(PWV)的方法,并基于香港连续运行参考站(CORS)数据和国际GNS... 针对最终精密星历发布延迟时间长、更新速度慢,无法满足实时数值气象预报的需求的问题,提出利用超快速星历和快速星历替代最终精密星历反演全球卫星导航系统(GNSS)大气可降水量(PWV)的方法,并基于香港连续运行参考站(CORS)数据和国际GNSS服务中心(IGS)提供的星历产品,使用中国测绘科学研究院自研的高精度GNSS数据处理软件GPAS进行PWV反演实验。结果表明:3种方案反演的GNSS-PWV与探空数据计算的PWV具有较强的相关性,其中利用精密星历解算PWV精度最高,利用超快速预报星历的精度最低;3种方案的PWV之间的相关性较高,进一步证明了使用超快速预报星历代替最终精密星历进行PWV反演是可行的,能够满足实时气象预报的精度要求。 展开更多

关键词 全球卫星导航系统 地基gnss 星历产品 可降水量 探空数据

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基于GNSS的MODIS大气可降水量校正模型 被引量：6

15

作者 马赛 岳迎春 +2 位作者 上官明 邹玉学 丁茂华 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第2期154-160,共7页

MODIS大气可降水量(PWV)空间分辨率高但易受云雨等环境因素影响,精度不高.GNSS PWV空间分辨率较低但具有全天候、不受天气影响、精度高的优点.研究表明两者存在显著的线性相关性,结合两者的优点,基于GNSS PWV校正MODIS PWV可获取大面积... MODIS大气可降水量(PWV)空间分辨率高但易受云雨等环境因素影响,精度不高.GNSS PWV空间分辨率较低但具有全天候、不受天气影响、精度高的优点.研究表明两者存在显著的线性相关性,结合两者的优点,基于GNSS PWV校正MODIS PWV可获取大面积高精度的PWV.针对传统的线性回归校正模型没有考虑云、气溶胶等的影响使两种数据线性相关性变差的问题,本文在传统的线性校正模型上增加了使用年积日的非线性周期项的方法来构建校正模型.利用2017-2019年香港地区GNSS对流层延迟与MODIS近红外数据,使用频谱分析线性残差项,结果表明残差具有显著的年周期.对比传统模型,本文模型的平均绝对误差、平均相对误差、均方根误差和拟合度都有明显的改善,表明本文模型可行有效且精度较高. 展开更多

关键词 全球导航卫星系统(gnss) MODIS数据 大气可降水量 线性回归 频谱分析 非线性校正模型

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利用多系统GNSS干涉反射测量估计长江巴东水位变化 被引量：4

16

作者 陈昊晟 金双根 +1 位作者 业明达 郭孝祖 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第6期686-692,共7页

水位信息是研究水循环、气候和生态环境变化的重要参数,近实时、高精度地监测其变化具有重要的意义.传统水位计测量成本高、范围小,且是相对水位测量.全球导航卫星系统干涉反射测量(GNSS-IR)利用岸边架设的GNSS接收机所获取的信噪比(SNR... 水位信息是研究水循环、气候和生态环境变化的重要参数,近实时、高精度地监测其变化具有重要的意义.传统水位计测量成本高、范围小,且是相对水位测量.全球导航卫星系统干涉反射测量(GNSS-IR)利用岸边架设的GNSS接收机所获取的信噪比(SNR)数据估计水位变化,为水位测量提供了一种新的监测方法,具有全天候、高精度和近实时等优点.本文利用长江上游巴东多系统GNSS观测站采集30 d的GPS、BDS以及GLONASS系统SNR数据,反演了水位变化,并和水位站进行比对,结果表明GNSS-IR获得厘米级的水位反演精度,RMSE最低为6.43 cm.GPS和GLONASS系统L1频段以及BDS系统B1频段估计结果较好,GLONASS系统L2频段的反演精度低于其他频段.联合不同GNSS系统估计水位变化,提高了GNSS-IR反演水位的时间分辨率. 展开更多

关键词 全球导航卫星系统 gnss干涉反射测量 信噪比 水位监测

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一种星载GNSS-R海风反演的卡尔曼滤波模型 被引量：1

17

作者 李中奎 张波 +1 位作者 杨东凯 张国栋 《导航定位学报》 CSCD 2020年第4期31-38,共8页

针对传统星载全球卫星导航系统反射计(GNSS-R)测风,通过建立经验性的地球物理模型函数(GMF)进行风速反演时,会因反射信号数据质量较差而出现异常结果,若执行严格的数据质量控制,则会降低数据利用率,最终影响星载GNSS-R测风的空间覆盖率... 针对传统星载全球卫星导航系统反射计(GNSS-R)测风,通过建立经验性的地球物理模型函数(GMF)进行风速反演时,会因反射信号数据质量较差而出现异常结果,若执行严格的数据质量控制,则会降低数据利用率,最终影响星载GNSS-R测风的空间覆盖率的问题,提出1种基于卡尔曼(Kalman)滤波的风速反演算法:利用差分整合移动平均自回归模型(ARIMA)得到状态方程和观测方程,并将GMF反演的风速值作为观测值,从而建立Kalman滤波模型,实现星载GNSS-R风速反演的实时校正和优化。实验结果表明,该方法的风速反演均方根误差能够满足风速测量要求,并有效提升星载GNSS-R测风的空间覆盖率。 展开更多

关键词 星载全球卫星导航系统反射计 风速反演 卡尔曼滤波 地球物理模型函数经验模型 差分整合移动平均自回归模型

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利用星载GNSS-R DDM反演土壤湿度可行性分析 被引量：3

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作者 涂晋升 张瑞 +1 位作者 洪学宝 汉牟田 《导航定位学报》 CSCD 2019年第4期105-109,117,共6页

针对目前全球卫星导航系统星载反射信号(GNSS-R)土壤湿度探测技术主要停留在地基以及机载观测研究,难以实现星载大范围探测这一难题,提出利用星载GNSS-R时延多普勒图(DDM)数据进行土壤湿度反演:首先建立了DDM信噪比(SNR)与土壤湿度数据... 针对目前全球卫星导航系统星载反射信号(GNSS-R)土壤湿度探测技术主要停留在地基以及机载观测研究,难以实现星载大范围探测这一难题,提出利用星载GNSS-R时延多普勒图(DDM)数据进行土壤湿度反演:首先建立了DDM信噪比(SNR)与土壤湿度数据相关性模型,然后利用英国技术演示卫星(UK TDS-1)的DDM以及欧洲航天局土壤湿度与海水盐度(SMOS)卫星的土壤湿度数据对模型进行了验证。结果表明,DDM SNR与土壤湿度数据具有较强的相关性:2者在植被覆盖度较高以及接近裸土的2块区域均呈现出较高的相关系数,说明利用星载GNSS-R DDM反演土壤湿度具有一定的可行性。 展开更多

关键词 全球卫星导航系统星载反射信号 土壤湿度反演 时延多普勒图 信噪比 英国技术演示卫星 土壤水分和海洋盐度卫星

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中国区域ERA5-ZTD/PWV精度评估与台风事件响应研究 被引量：1

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作者 连达军 何琦敏 +2 位作者 李黎 富尔江 张克非 《灾害学》 CSCD 北大核心 2024年第1期23-28,共6页

再分析数据能够提供多种历史气象数据同化产品,为了评估欧洲中期天气预报中心的最新一代ERA5再分析数据集估计的天顶对流层延迟(Zenith Tropospheric Delay,ZTD)和大气可降水量(Precipitable Water Vapor,PWV)产品在中国区域的精度,利用... 再分析数据能够提供多种历史气象数据同化产品,为了评估欧洲中期天气预报中心的最新一代ERA5再分析数据集估计的天顶对流层延迟(Zenith Tropospheric Delay,ZTD)和大气可降水量(Precipitable Water Vapor,PWV)产品在中国区域的精度,利用2017—2019年中国区域内14个全球导航卫星系统地面监测站和89个探空站反演的ZTD和PWV数据分别对ERA5-ZTD和ERA5-PWV精度进行了评估。结果表明,除青藏地区的站点外,ERA5-ZTD的精度分布较为均匀,平均Bias、RMSE和STD分别为-6.3 mm、19.3 mm和17.5 mm;ERA5-PWV的精度分布呈现西部内陆高和东南沿海低的趋势,平均Bias、RMSE和STD分别为0.3 mm,2.9 mm和2.7 mm。此外,在研究2019年“利奇马”台风期间ZTD和PWV的时空分布中,提出了使用水汽到达时间差的方法定量估计台风的水汽移动速度。得到台风期间ZTD和PWV具有相同的空间分布规律,且移动方向与台风的移动路径方向是一致的,估计的水汽平均移动速度为12.4 km/h,与台风的平均移动速度16.1 km/h非常接近。因此,ERA5-ZTD/PWV在中国区域内具有较高的精度,ZTD和PWV可作为重要气象因子为台风的预警预报研究提供重要参考。 展开更多

关键词 ERA5 全球导航卫星系统 对流层延迟 水汽 台风

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广州CORS BDS-3的大气可降水量反演

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作者 邹玉学 朱腊腊 +2 位作者 詹金瑞 乔德山 阮水聪 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期145-152,共8页

为了评估北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)在广州应用于气象的可行性,利用广州市连续运行卫星定位综合服务系统(GZCORS)14个测站2023年6月1—15日的BDS3的观测数据进行大气可降水量(PWV)反演研究:给出地基GNSS反演PWV原理;然后构建区域... 为了评估北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)在广州应用于气象的可行性,利用广州市连续运行卫星定位综合服务系统(GZCORS)14个测站2023年6月1—15日的BDS3的观测数据进行大气可降水量(PWV)反演研究:给出地基GNSS反演PWV原理;然后构建区域大气加权平均温度。实验结果表明:BDS-3解算的天顶对流层延迟(ZTD)时间序列变化趋势与全球定位系统(GPS)解算的ZTD基本趋于一致,BDS3-ZTD与GPS-ZTD的相关系数均大于0.97;BDS3-PWV、GPS-PWV与基于欧洲中期天气预报中心第五代大气再分析数据集(ERA5)计算的PWV间相关系数均大于0.87,BDS3-PWV可以很好地反映大气水汽变化情况;以ERA5-PWV为参考值,14个GZCORS站点BDS3-PWV的均方根误差(RMS)平均值为2.98 mm,偏差(Bias)最大值为1.71 mm,最小值为−2.34 mm;GZCORS的BDS-3反演的PWV可以用于气象研究。 展开更多

关键词 全球卫星导航系统(gnss)气象 大气可降水量(PWV) 北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3) 大气加权平均温度

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