基于大规模GPS连续跟踪网单、双频混合模式实时获取水汽三维分布方法

灾害天气可能对现代社会造成严重破坏。地基GPS遥感水汽技术具有精确、时空分辨率高等优势，在防灾减灾观测系统中将发挥重要作用，但由于数据处理方法的限制，一般仅用于准实时处理。我国许多城市和地区已经或正在建设GPS实时连续跟踪网，如何利用这些网络实时获取大气水汽三维分布信息，为临近短时气象预报服务，是GPS急需解决的前沿问题。本课题针对当前GPS跟踪网站规模越来越大的特点，而一般采用的双差处理方法在处理速度和测站规模方面的限制，研究适用于大规模GPS网实时估计对流层延迟的非差数据处理方法；并研究采用单频精密单点定位加密估计对流层延迟方法；并针对双差方法分离对流层斜延迟方面的不足，研究固定非差模糊度分离提取对流层倾斜路径延迟方法；研究层析大气水汽三维分布方法；并自主研制GPS实时获取水汽三维分布信息软件系统应用到现实数据处理中，获取GPS大气水汽探测数据供气象部门使用。

灾害天气可能对现代社会造成严重破坏。地基GPS遥感水汽技术具有精确、时空分辨率高等优势，可在防灾减灾观测系统中将发挥重要作用。本项目主要研究了适用于大规模GPS网对流层延迟实时估计的单、双频混合非差数据处理方法；研究了对流层倾斜路径延迟提取方法；深入研究了层析大气水汽三维分布方法。利用我国许多城市和地区已经建设的GPS实时连续跟踪网，采用课题研究成果可实时获取大气水汽三维分布信息，为临近短时气象预报服务。课题主要成果及贡献包括：.（1）构建了基于GPS连续跟踪网的单、双频混合实时估计天顶对流层延迟的模型。重点研究了如何将参考站的双差模糊度投影为非差模糊度继而计算出参考站的非差改正数并内插计算出改正数用于单频站数据处理。.（2）在研究周跳探测、非差模糊度固定方法基础上，研究了基于固定非差模糊度参数的非差单、双观测值提取出对流层路径倾斜延迟方法。.（3）深入研究层析大气水汽三维分布方法。针对层析观测模型建立的问题，研究了顾及地球曲率的数值积分参数化方法，避免了传统矩形网格模型中水汽分布均匀等假设，取得了较好的结果；针对层析观测方程不适定的问题，项目采用附加约束信息的Kalman滤波法，并提出将自适应Kalman滤波方法引入层析算法中，有效改善了层析精度，避免了Kalman滤波算法可能出现的发散。.（4）自主研制基于GPS单、双频混合处理模式的水汽三维分布信息获取软件系统。