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MAO Hui MAO JieTai BI YanMeng LI ChengCai? & LIU XiaoYang Department of Atmospheric Sciences School of Physics Peking University Beijing China Shenzhen Meteorological Bureau Shenzhen China 《中国科学D辑(英文版)》2007,50(2):296-305
A Global Positioning System (GPS) receiver can generally track 5-7 rays from GPS satellites at any moment, and water vapor along these ray paths (slant-path water vapor, SWV) may be retrieved using the methods developed in recent years. This paper suggests two new parameters-absolute vertical SWV (VSWV) and relative VSWV derived from SWV, and their temporal and spatial figures can reflect the heterogeneous distribution and variation of water vapor field. This approach has been applied to the weather diagnoses in a severe storm event in Beijing during July 2004, and it is concluded that the temporal and spatial figures of absolute VSWV and relative VSWV can be useful in monitoring the evolution of water vapor field and be potential in better understanding the precipitation process. 相似文献
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应用地基GPS沿倾斜路径方向遥测大气水汽总量,是获得测站周围水汽三维空间分布信息(水汽层析)的基础.本文介绍了地基GPS沿倾斜路径方向遥感大气水汽总量的原理和方法;首先用湿梯度、后处理残差联合计算接收机上空不同方位上大气水汽各向异性成分,在此基础上重构倾斜路径水汽总量.为验证GPS观测结果精度,用微波辐射计（WVR）与GPS一起进行了联合观测,不同观测地点和时间的对比结果表明,二者root mean square (RMS)误差小于4mm,证明应用此种方法地基GPS可较精确地反演出倾斜路径方向大气水汽总量,而且这种反演方法适合于近实时大气遥感探测.地基GPS测量具有全天候可连续观测等优点,可以弥补常规观测的不足,为气候研究提供高精度且连续的水汽数据资料;组网观测可以为数值天气预报提供好的初始场,提高模式预报精度. 相似文献
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《地球物理学进展》2017,(2)
电离层延迟是空间大地测量数据处理中一项重要误差源.电离层延迟可以根据电子含量分布图(IM)以及映射函数模型计算得到.本文以IGS、JPL和NOAA提供的电子含量分布图为例,比较了这些电子含量分布图在给定台站的不同观测高度角穿刺点上的天顶电子含量,并比较了采用单层和双层球壳映射函数模型获得的斜路径电子含量.分析结果显示两种映射函数模型在计算斜路径的影响差别不大.JPL的天顶电子含量影响总要比IGS的大约3TECU左右,呈现出明显的系统差.NOAA与IGS的系统差则相对不明显,个别台站的差值较大.表明不同GPS数据分析中心获得的电子含量分布图模型存在一定的系统差,在实际运用中应考虑这些差异. 相似文献
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析了2002年夏季上海GPS综合应用网（简称SGCAN）的观测数据,实时处理中直接利用IGS（International GPS Service）超快速产品IGU（the Ultrarapid orbit of IGS）轨道,在长基线辅助下考虑海潮的影响,得到了可靠的可降水汽量（简称PWV）序列,监测结果与加密的Radiosonde观测比较,偏差为2mm左右. 与MM5预报可降水量的比较说明GPS监测结果可以作为检验数值预报质量的工具之一. 2002年夏季SGCAN监测的PWV时空变化过程反映了长江三角洲地区从西南到东北的详细入梅雨过程和特点,以及整个梅雨季节雨带在江淮地区来回摆动的情况. 一小时雨量与GPS/PWV锋值的对应关系统计表明GPS/PWV对雷暴雨具有一定的短期预报特性. 利用Cressman分析方法把GPS/PWV插值到中尺度数值预报模式初始场的各个格点上,改进了数值预报初始湿度场的精度,提高了中尺度数值预报的准确性,反映了GPS/PWV促进雷暴雨数值预报能力的潜力. 相似文献
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GPS数据用于改正InSAR中大气延迟误差的方法受GPS站点密度的限制,只利用有限的几个站点所观测到的大气数据来生成干涉图的大气改正图,往往达不到很好的效果.本文研究利用GPS与MODIS数据的联合使用来生成大气改正图,首先用GPS数据对MODIS水汽产品进行分块校准,并且对MODIS水汽数据进行了空间结构函数分析,得到研究区域内水汽场的空间分布规律.然后把这种区域水汽场的空间分布信息结合到Kriging内插法中生成更为合理的水汽图.通过上海地区ENVISAT ASAR数据的实验发现,这种加以改正的GPS和MODIS数据联合改正法不仅可以对长波大气信号有明显的消弱,还能消弱一些短波的大气信号,特别是一些幅度较强的短波信号;经过GPS+MODIS算法改正后,短波信号占优和长波信号占优的两幅差分大气延迟图的整体RMS分别降低了32.74%和38.82%,去除幅度较大.与GPS+ATM(大气传输模型)算法比较,我们发现,在上海地区有限的数据条件下（即研究区域内只有6个GPS点）,GPS+MODIS法在大气去除效果或者说大气信号重现能力方面优于GPS+ATM算法.GPS+MODIS算法在捕获短波大气信号方面要比GPS+ATM更有优势,因此也可以改正短波大气误差. 相似文献
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北斗卫星导航系统/美国全球定位系统载波相位相对定位全球精度分析 总被引：1，自引：0，他引：1
文章推导了载波相位相对定位精度的计算公式;分析了影响载波相位相对定位精度的各项因素;提出了频率精度衰减因子的概念,用以表达不同频率组合对定位精度的定量影响;在此基础上,计算并绘制了美国全球定位系统(GPS)、北斗二号(BDS2)、北斗三号(BDS3)及其融合系统的单天解、半小时解和单历元解的相对定位精度因子全球分布图;利用自主知识产权的处理软件(GCN和VENUS/ARSNet)解算了实测数据,检验了GPS和BDS2的单天解和单历元解的定位精度.分析表明:BDS的B1/B2频率定位精度优于GPS L1/L2频率; BDS2在其服务区内精度总体上与GPS相当; BDS3在亚太地区定位精度高于GPS.根据上述结论,文章在导航系统信号频率和全球定位系统(GPS)测量规范方面提出了优化建议,可为系统性能优化和制定标准提供参考. 相似文献
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水汽延迟是InSAR技术的重要误差源,已成为高精度差分干涉测量的主要限制.本文比较分析了GPS与MERIS可降水量反演结果以及水汽变化量探测结果,研究发现两者探测到的水汽含量和水汽变化量均存在较好一致性.在此基础上,以南加州地区为例验证了差分MERIS PWV用于同步ASAR干涉图水汽改正的可行性,经过水汽改正干涉图质量提高了约23%,并进一步对比了InSAR形变监测结果与GPS探测到的形变,比较结果表明,消除水汽影响后干涉图形变结果可靠性提高了19%. 相似文献
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A comparison of two kinds of eastward-moving mesoscale vortices during the mei-yu period of 2010 总被引：2，自引：0，他引：2
During the mei-yu period,the east edge of the Tibetan Plateau and the Dabie Mountain are two main sources of eastward-moving mesoscale vortices along the mei-yu front(MYF).In this study,an eastward-moving southwest vortex(SWV) and an eastward-moving Dabie vortex(DBV) during the mei-yu period of 2010 have been investigated to clarify the main similarities and differences between them.The synoptic analyses reveal that the SWV and DBV were both located at the lower troposphere;however,the SWV developed in a "from top down" trend,whereas the DBV developed in an opposite way.There were obvious surface closed low centers corresponding to the DBV during its life span,whereas for the SWV,the closed low center only appeared at the mature stage.Cold and warm air intersected intensely after the formation of both the vortices,and the cold advection in the SWV case was stronger than that in the DBV case,whereas the warm advection in the DBV case was more intense than that in the SWV case.The Bay of Bengal and the South China Sea were main moisture sources for the SWV,whereas for the DBV,in addition to the above two moisture sources,the East China Sea was also an important moisture source.The vorticity budget indicates that the convergence was the most important common factor conducive to the formation,development,and maintenance of the SWV and DBV,whereas the conversion from the vertical vorticity to the horizontal one(tilting) was the most important common factor caused the dissipation of both of the vortices.The kinetic energy(KE) budget reveals that the KE generation by the rotational wind was the dominant factor for the enhancement of KE associated with the SWV,whereas for the DBV,the KE transport by the rotational wind was more important than the KE generation.The KE associated with the SWV and the DBV weakened with different mechanisms during the decaying stage.Furthermore,the characteristics of baroclinic and barotropic energy conversions during the life spans of both vortices indicate that the SWV and DBV both belong to the kind of subtropical mesoscale vortices. 相似文献
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《地球物理学进展》2020,(3)
在城市道路塌陷隐患探测中,回溯定位探地雷达剖面中病害异常的现场位置是对其进行复测验证及处治修复的关键.测距轮属于相对定位技术,具有难以消除的累积误差,且探地雷达剖面越长,其累积误差越大,回溯定位病害异常的现场位置越难,而GPS测量定位属于绝对坐标定位技术,没有累积误差,但在复杂的城市环境中,其干扰因素较多,测量误差较大,影响病害现场回溯定位的精度和准确性.联合采用测距轮和GPS对探地雷达进行跟踪测量定位,测距轮按照固定道间距触发探地雷达和GPS同步采集、同步存储,使每一道探地雷达数据与GPS经纬度坐标一一对应、彼此关联、相互追溯;通过绘制GPS路径轨迹,直观形象展示探地雷达实测剖面的测线位置及其工作量完成情况;采用移动平均法对GPS原始数据进行平滑去噪处理,修正测量误差,消除局部突变点,使GPS路径轨迹更平顺,更符合探地雷达检测车实际行驶的路径轨迹,由此计算得到的路径轨迹长度稳定性更高、一致性更好,更符合探地雷达实测剖面长度,同时可以有效提高病害现场回溯定位的精度,显著加快病害异常点加密复测验证工作进度. 相似文献
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中国区域防震减灾能力的综合评估 总被引：1，自引：0，他引：1
以科学认识中国防震减灾能力的区域差异,实现中国防震减灾资源的合理配置为目标,从绝对和相对2个层面分析了区域防震减灾能力的内涵,进而构建了围绕1个目标层,设定3个准则层、13个指标层和16个变量层的区域绝对防震减灾能力的评价指标体系;分别提出了区域绝对和相对防震减灾能力的评估模型,并绘制了中国区域绝对和相对防震减灾能力分布图.结果表明,中国区域绝对和相对防震减灾能力都存在着明显的区域差异,前者与后者之间的分布特征也是截然不同的,即绝对能力表现为东部地区普遍高于全国平均能力水平,中部和西北部地区大多持平或低于全国平均能力水平,青藏高原地区最低;而相对能力则表现为能力低值区集中分布于华北、南北地震带、东南沿海和东北平原等地. 相似文献
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《华南地震》2017,(1)
利用GPS观测数据反演大气水汽技术是20世纪90年代发展起来的一种全新的大气探测手段。根据中国大陆构造环境监测网络(简称陆态网)和广东省地震局建设的广东省地壳运动观测网络提供的GPS数据反演大气水汽含量,用ECMWF水汽含量数据进行对比和补充,并试图把它们应用于地震研究,探讨广东地区地震前后的水汽含量变化特征。结果表明:GPS反演结果是可靠的;广东地区水汽含量具有夏高冬低的年变规律和南高北低的分布特征;广东地区2000年以来3个MS4.8级地震前1个月以内震中区都出现了显著的水汽含量增加的现象,异常幅度超过平均值30 mm,高值区沿构造带展布,并在水汽含量出现异常的同时,伴随着地表气温的异常,说明水汽含量增加与震中区热作用增强、水汽蒸发加速有关,可能是地震前的异常反应。 相似文献
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本研究通过设有黏性土透镜体的二维砂槽中开展重非水相液体(DNAPL)入渗运移试验,采用电阻率成像法(ERT)探讨DNAPL在非均质多孔介质中的运移分布规律.试验过程中利用电阻率成像系统进行动态监测,采集电压电流数据后得到相应的电阻值并将其转换为视电阻率值,运用Surfer软件处理数据进而获取DNAPL运移过程的相对电阻率变化分布图像.结果表明,相对电阻率值随着污染物浓度的增加而不断增大,不同时刻相对电阻率变化分布图像与DNAPL的运移过程相对应,可以清晰圈定出DNAPL的运移路径及分布范围;DNAPL在入渗过程中受到重力作用与毛细力的控制,以垂向运移为主,在遇到黏土透镜体时出现明显横向运移,绕过透镜体继续向下入渗最后聚积在砂槽底部.本研究为进一步丰富对DNAPL污染物在实际环境条件下运移机理和分布特征的认识,制定可行的DNAPL污染物治理方案等方面具有重要的科学价值. 相似文献
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《地球物理学报》2020,(9)
本文从日本沿岸选取了28个验潮站及联测的GPS站,利用奇异谱分析(Singular Spectrum Analysis, SSA)和SSA+自回归滑动平均(Auto Regression Moving Average, ARMA)方法预测了2014—2018年的近海海平面变化和地壳垂直变化.并用同时段的验潮及GPS的实际测量值进行验证,结果显示,SSA+ARMA预测的相对海平面精度为0.0357～0.0607 m,地壳垂直运动的精度为0.0049～0.0077 m,绝对海平面的精度为0.0433～0.0683 m,且三者SSA+ARMA的预测结果均优于只用SSA预测的结果.在此基础上本文利用SSA+ARMA预测了日本沿岸2019—2023年的近海绝对海平面变化,结果显示,2019—2023年的平均海面高较往年(2014—2018)升高0.0353 m,2003—2023年绝对海平面的变化率为0.0039 m·a~(-1),预测结果较为理想. 相似文献
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《地球物理学进展》2016,(4)
降雪是重要的淡水资源,也是全球气候系统中重要的组成部分.目前全球雪深探测主要依靠站点稀疏的人工探测仪或低时空分辨率的遥感卫星.近几年,基于不同地表介质引起GPS多路径效应的GPS-MR技术以其全天候,自动化,时空分辨率高、无需建网等诸多优点成为雪深探测领域的一个新型探测手段,本文在国内首次开展了基于测量型接收机的GPS-MR探测雪深研究.首先详细给出了基于GPS信噪比观测值的GPS-MR技术进行雪深探测的基本原理;其次结合实测GPS观测数据和雪深测量数据,分别利用单颗和多颗GPS卫星对GPS-MR探测雪深的可行性与探测精度进行深入研究与分析.初步实验结果表明基于信噪比观测值的GPS-MR技术可用于雪深探测,与实测雪深数据相比其探测精度约为10cm左右,尤其可用于暴雪监测.GPS-MR技术不仅可充分挖掘全球密集GNSS网络用于地表环境监测(雪深探测、海平面变化、土壤湿度、植被变化、火山活动等)的潜能,而且可进一步精化GNSS多路径模型误差,以期进一步提高GNSS用于精密定位与地表环境监测的精度. 相似文献
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干旱指数是评估干旱严重程度的重要指标.本文基于FastICA(Fast Independent Component Analysis)反演模式,利用GPS垂向位移反演了云南省2011—2020年的等效水高GPS-EWH(GPS Equivalent Water Height),并根据GPS-EWH、GRACE Mascon产品与自校正帕默尔干旱指数SCPDSI(Self-Calibrating Palmer Drought Severity Index)产品,分别计算了GPS干旱指数GPS-DSI(GPS Drought Severity Index)、GRACE干旱指数GRACE-DSI(GRACE Drought Severity Index)及归一化SCPDSI,用于定量分析云南省干旱时空分布特征.研究结果表明,在滇中、滇西北与滇西南地区GPS-DSI、GRACE-DSI及归一化SCPDSI具有较高相关性,因此在该地区GPS-DSI可作为分析干旱事件的补充数据.但在滇东南与滇东北地区,GPS-DSI与GRACE-DSI、归一化SCPDSI的相关性极差,通过分析GPS站点分布特征,... 相似文献
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青藏高原为亚洲季风区的典型代表区域,研究其水汽进入平流层的过程和机理对认识全球气候和大气环境变化具有一定的现实意义. 本文基于中尺度气象模式(WRF)的模拟输出结果(2006年8月20日至8月26)驱动拉格朗日大气输送模式FLEXPART,通过追踪并解析气块的三维轨迹以及温度、湿度等相关物理量的相关变化特征,初步分析了夏季青藏高原地区近地层-对流层-平流层的水汽输送特征. 研究结果表明,源于高原地区近地层的水汽在进入平流层的过程中受南亚高压影响下的大尺度环流和中小尺度对流的共同影响.首先,在对流抬升作用下,气块在短时间内(24 h)可抬升到9~12 km的高度,然后在南亚高压闭合环流影响下,相当部分气块在反气旋的东南侧穿越对流层顶进入平流层中,并继续向低纬热带平流层输送,进而参与全球对流层-平流层的水汽循环过程. 在对流抬升高度上气块位置位于高原的西北侧,然而气块拉格朗日温度最小值主要分布于高原南侧,两个位置上气块的平均位温差值可达15~35 K,这种显著的温度差异将导致气块进入平流层时"脱水". 比较而言,夏季青藏高原地区近地层水汽进入平流层的多寡主要和大尺度汽流的垂直输送有关,而深对流的作用相对较弱. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2016,(1)
大气水汽对全球以及区域气候变化有着极其重要的影响,因而精确的获取水汽数据一直是非常重要的研究课题.单一传感器的遥感水汽反演算法有一定的局限,本文致力于发展一个基于多源遥感数据的水汽反演物理统计算法,该算法还能有效解决有云情况下的水汽反演.通过将晴空条件下近红外水汽反演结果与基于微波23.8 GHz的水汽敏感波段的组合指数进行回归,再将有云覆盖区域的微波指数代入到回归反演模型,从而获得有云覆盖条件下的水汽结果,实现有云条件下的水汽反演,对基于光学波段的水汽反演结果进行补充.不同的地表覆盖会对裸土表面的微波辐射有不同的影响作用,本文的算法还利用地表覆盖数据有效消除了这一影响,针对不同的地表覆盖,分别进行回归模型的建立.最后将该算法反演的结果与地基GPS的水汽监测数据进行对比,有云条件下的均方根误差为8 mm,且利用本算法可以较好的对光学数据进行补充,具有良好的空间一致性. 相似文献
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人类活动引起全球变暖,衡量全球气候变化的指标有陆地、大气和海洋温度,水汽含量等等.研究对流层底层大气温度和水汽含量变化的传统方法是用数值天气预报模型和微波声纳,尚未实现用全球均匀覆盖的数据来做精确的定量研究.和GNSS系列卫星计划比较,最近发射的COSMIC卫星气象探测数据的空间、时间以及垂直分辨率都大大提高.采用COSMIC数据可以改进和量化南极洲的大气压力模型,并综合GNSS系列卫星测量的水汽和温度剖面研究全球气候变化.用一维协方差算法估计南极洲及附近海洋的大气压、温度和湿度剖面.把COSMIC卫星密集测量期间演算得到的大气折射率和GNSS系列卫星的结果进行比较.再和独立测量数据进行比较,包括南极洲自动气象观测站资料,数值天气预报模型资料,多种测高卫星水汽资料和海洋表面温度资料以及区域GPS水汽图.上述工作将改进发展中的气象遥感技术并应用于天气预报和空间天气预报及全球气候变化研究. 相似文献