基于低成本北斗终端且无温压观测依赖的实时大气水汽监测方法
随着高精度北斗/GNSS终端的硬件成本不断降低和实时GNSS数据处理技术的发展,为实现大气水汽高密度、高时效观测提供了新机遇。聚焦北斗/GNSS水汽观测技术涉及的对流层延迟实时计算和水汽反演关键过程,开展了以下研究:研究了基于低成本高精度北斗/GNSS模块的实时对流层延迟计算方法,相比传统利用测地型接收机的观测技术,该方法在保持高精度的同时,将终端硬件成本降低了约99%;提出了基于数值天气预报模式 (NWP)的GNSS水汽反演辅助参数实时计算方法,包括天顶静力学延迟 (ZHD)和大气加权平均温度 (Tm),该方法摆脱了传统反演过程对并址温压传感器的依赖,进一步降低了观测成本。在武汉气象站进行的为期50天的实时实验结果表明:基于低成本北斗/GNSS模块的实时对流层延迟计算精度达7.0 mm;基于NWP的ZHD和Tm实时计算精度分别为1.1 mm和1.8 K;以并址探空水汽资料为参考,本文联合低成本北斗/GNSS终端和NWP的实时水汽监测精度达2 mm,并对其在对流层大气扰动及降水事件中的应用效果进行了分析验证。联合方法有望改进现有水汽监测业务模式,为极端天气场景大气水汽场的高密度、高时效观测提供重要参考。
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