论文部分内容阅读
水汽是地球大气中的重要组成部分,虽然在整个大气中所占比例仅为0.1%-3%,但它却是大气中最活跃的组成部分,其时空分布和变化相当复杂。地球上的许多天气变化与自然灾害的发生与大气的水汽含量有着密切的关系。常规的大气水汽探测手段受探测技术的限制,很难获取高时空分辨率及高精度的大气水汽分布信息。因此,有效获取高精度、高时空分辨率的大气水汽信息对准确分析中小尺度恶劣天气的形成和演变,并及时对天气的预报和防灾减灾具有重要指导作用。本论文围绕着以下各方面内容展开研究：1、介绍了GPS水汽反演的方法及理论依据,为后续的层析香港地区大气水汽提供理论基础。2、本文以香港CORS站采集的观测数据作为研究基础,采用BERNESE软件解算各个测站的天顶湿延迟,反演至每个测站的天顶方向上大气可降水量PWV,将HKSC站反演的大气可降水量PWV与其最近的京士柏探空站反演的结果进行对比分析。研究分析了GPS反演天顶湿延迟的误差,以BERNESE软件作为数据处理基础并通过实验对采用不同星历和海潮模型改正对天顶湿延迟影响进行分析。3、针对在层析方程解算中,采用传统最小二乘法在稀疏矩阵求逆的不足,本文研究了迭代重构算法在层析解算中的应用,同时对MART算法进行修正,并将其应用于层析方程的解算。研究结果表明：采用修正的MART算法能够用于层析方程的解算。4、为了研究垂直分辨率对层析结果的影响,设计了采用垂直分辨率分别为425m和850m对香港区域进行三维水汽层析。实验结果表明：采用425m的垂直分辨率更符合大气水汽的分布特性。5、为了研究垂直先验信息对层析结果的影响,设计了两种方案,方案一：选用层析时刻前五天的探空资料的平均值作为垂直先验信息；方案二：选用层析时刻上次最近一次探空资料作为垂直先验信息,并将两种方案用于水汽层析的实验。实验结果表明：选用方案一对大气水汽分布具有一定的改善作用。6、针对香港卫星定位参考站网的接收机可以同时接收GPS与GLONASS卫星信号,提出了将GLONASS融合GPS卫星信号应用于大气水汽层析中,研究了采用融合卫星信号对大气水汽层析的改善效果。研究结果表明：与单GPS相比,采用融合的卫星信号在穿过层析区域内格网的数目有一定的提高,但在水汽层析结果方面改善作用并不明显。