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GPS探测大气水汽的技术迅速发展和逐渐成熟,使得地基GPS气象学基本理论得以发展和完善,地基GPS大气水汽监测网的积极建设以及其观测资料的共享也为获取高时间分辨率的大气水汽资料奠定了基础,地基GPS气象学正逐渐从技术研究阶段步入业务化应用阶段。本论文的目标是研究如何基于高密度的观测资料获取高精度的水汽产品,并结合探空资料、NECP再分析资料、多普勒雷达资料以及卫星资料有效地应用于灾害性天气预报分析中,研究内容包括地基GPS不同水汽反演方法的改进及误差分析、地基GPS大气水汽解算系统开发和建立、GPS大气水汽探测资料在天气预报分析中的应用等方面。方法与结果如下：1.结合2007-2008年探空资料对大气加权平均温度和天顶静力延迟模型进行本地化订正。加权平均温度本地化订正后可以明显地减小其与探空Tm的偏差,计算精度与Bevis Tm模型等方法相比明显提高。在对天顶静力延迟模型进行本地化订正后可显著减小其与探空可降水量的偏差,提高其准确度,上述两种改进都不会不影响大气可降水量反演模型的精度。同时,研究发现天顶静力延迟模型精度受地面气压比地面温度的影响大。因此,减小地面气压的测量误差可提高天顶静力延迟ZHD误差的精度。2.基于上述改进,建立地基GPS大气水汽解算系统。实现每30分钟一次高精度水汽解算数据。得到各测站每半时的高精度水汽分布。编写的自动化解算脚本适用于Linux系统,移植性很强。3.利用成都2007-2008年的地基GPS/MET网的观测资料,并根据改进的大气加权平均温度模型和天顶静力延迟模型计算大气可降水量,结合降雨资料分析其日变化、季节性变化以及降雨发生前后的变化特征,从中统计出降水和强降水阈值准确性较高,可靠性好,可为预报员的临近预报服务提供参考信息；4.由于地基GPS仅提供大气中的水汽条件,要想全面分析灾害性天气发生过程,就要结合大气中的动力和热力结构特征。本研究充分利用探空资料、NECP再分析资料、多普勒雷达资料以及风云卫星资料进行了分析,结果表明：暴雨发生前对流层呈现上干下湿的结构特征,且低层大气不稳定能量较明显；高时间分辨率的地基GPS资料不仅可以获得水汽的实时变化的信息,而且对于暴雨的发生时间和暴雨的强度都有一定的指示性；结合中尺度数值模拟的结果,分析发现降水与否或降水大小不仅取决于大气中水汽含量的多少,水汽辐合的强弱以及云团的发展具有关键作用。