【摘 要】
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GNSS定位中的对流层延迟误差隐含着底层大气圈的水汽分布信息,基于对流层延迟获取高精度、高可靠性的水汽观测值,有助于分析气候成因和预测极端天气变化。近年来全球导航卫星系统发展迅速,GNSS精密单点定位（Precise Point Positioning,PPP）技术日益成熟,能够获得更加稳定可靠的定位精度,相比传统的水汽探测手段,利用PPP反演的大气可降水量（Precipitable Water
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GNSS定位中的对流层延迟误差隐含着底层大气圈的水汽分布信息,基于对流层延迟获取高精度、高可靠性的水汽观测值,有助于分析气候成因和预测极端天气变化。近年来全球导航卫星系统发展迅速,GNSS精密单点定位（Precise Point Positioning,PPP）技术日益成熟,能够获得更加稳定可靠的定位精度,相比传统的水汽探测手段,利用PPP反演的大气可降水量（Precipitable Water Vapor,PWV）具有成本低、精度高、全天候、时空分辨率高等优点,在灾害监测、降雨预报、探测水汽信息等方面发挥重要作用。本文阐述了基于探空资料和GNSS进行水汽反演的基本理论,对于GNSS水汽反演中的关键因素加权平均温度的模型构建进行了研究;使用PRIDE PPPAR软件利用PPP技术解算对流层延迟,并从对流层延迟中分离出天顶湿延迟,继而反演出大气可降水量;分析了台风天气中PWV的变化情况,评估了PPP反演PWV的精度指标以及具体应用方法。本文的主要研究内容有:（1）基于长时序探空数据计算得到多个站点的加权平均温度（Tm）时间序列,分析了Tm的时空变化趋势,发现具有明显的年周期性变化趋势,并且Tm在我国的分布具有明显的空间差异。（2）在中国区域不同地理分区选取了具有代表性的6个探空站,利用2014-2018年的探空数据,分析了加权平均温度Tm与大气温度T、露点温度Td、大气压强P、水汽压e及相对湿度rh五个气象参数之间的相关性,并基于最小二乘原理建立了5种单因子线性回归Tm模型,利用2019年的探空数据评估模型精度。（3）利用6个探空站上空不同高度的探空数据模拟同区域内不同高度测站,分析了加权平均温度与海拔高度的关系,解算出加权平均温度随高度上升而衰减的系数β,建立β的时间序列,分析其时空变化特性,建立高程改正的加权平均为温度模型。（4）利用PRIDE PPP-AR基于精密单点定位技术解算对流层延迟ZTD,并利用IGS发布的对流层产品进行精度验证,分别用绝对平均偏差（MAE）、平均偏差（Bias）、标准差（STD）、均方根误差（RMS）作为评估指标。（5）以2019年香港超级台风“白鹿”为例,研究台风登陆前后PWV的变化特征。探究了GNSS水汽反演在台风天气中的应用问题,发现GNSS/PWV和降水高度相关,PWV在降雨事件之前快速上升,PWV达到峰值后1-2个小时内发生降雨的可能性较大。本文为GNSS气象学进一步的发展提供了有价值的理论基础与应用参考,拓展了GNSS技术在极端天气中的应用。该论文有图19幅,表4个,参考文献108篇
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