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实时、高精度、高分辨率的三维水汽分布及时空变化信息可以为气象预报、灾害监测等重要行业和关键领域提供原始水汽数据。但当前的水汽探测手段严重制约着大气和测量等学科的深入研究,极大程度限制了人类对热量输送和全球水循环的认知。随着全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)理论的发展与接收机硬件产品的更新,GNSS技术具备的全天候、实时、高精度的产业优势被各行各业所紧密关注,其中GNSS动态监测水汽属于行业创新应用和扩大大众应用模式两大发展重点,具有重大的应用价值。如今的香港经济繁荣发展,人民生活水平显著提高,同时也伴随着雾霾现象越来越突出,严重危害人民的身心健康。本文基于GNSS大气可降水量(Precipitable Water Vapor,PWV)反演技术的原理和方法,借助香港地区丰富的原始数据,探究区域气象模型的最优选择,本地化加权平均温度模型的验证,精细化分层水汽模型的构建,挖掘悬浮细颗粒物(Particulate Matter 2.5,PM 2.5)浓度与水汽的相关性规律。主要研究内容如下:(1)介绍了地基GNSS技术和探空资料反演PWV技术的理论、方法以及GNSS软件定位的解算策略,评估非差网解软件数据处理与分析系统(GNSS processing and analysis system,GPAS)反演PWV的可靠性和精度,为后续区域GNSS PWV的反演,对流层延迟(Zenith Total Delay,ZTD)、PWV与PM 2.5浓度的相关性实验提供理论基础。(2)验证和评估了标准海平面模型、GPT模型和GPT2模型在香港地区的精度和适用性。结合连续运行参考站(Continuously Operating Reference Stations,CORS)数据进行GNSS PWV反演,以实测气象数据解算的PWV作为参考值,结果表明:GPT2模型精度最高,均方差为1.28mm,标准海平面模型精度最低,均方差为2.85mm,为缺少实测气象数据的基准站选取适当的气象模型提供了理论支撑。(3)使用快速星历产品(IGS rapid products,IGR)、超快速预报星历产品(IGS ultra-rapid products,IGU)替代精密星历产品(IGS final products,IGF)参与解算PWV,以无线电探空技术(Radiosonde,RAD)PWV值为参考,对比3种产品估计的地基GNSSPWV的精确度。结果表明:IGR、IGU产品反演结果相比于IGF精度偏低,但三者相关性大于0.998,均可以满足气象预报精度要求。(4)将Kings Park探空站2005-2018年的基础气象资料进行整合,用数值积分方式拟合了一种以气压和温度为变量的区域加权平均温度模型,与Bevis模型、姚宜斌模型和薛琪模型进行对比,发现该模型在本地模拟效果最好,平均偏差为0.283K,均方差为1.8374K,更符合该地复杂天气的情况。(5)通过匹配香港CORS站和空气质量监测站的数据,选取相对距离较小,并且基本可以覆盖全港地区的粉岭(HKFN)～大埔站、黄石(HKWS)～塔门站、沙田(HKST)～沙田站、昂船洲(HKSC)～深水埗站四对测站,将ZTD/PWV值与PM2.5浓度进行相关性研究。结果表明:ZTD/PWV值与PM 2.5浓度具有强负相关性。(6)利用采集的气象分层因子在高度上积分,将ZTD/PWV垂直分层,得到全港地区的水汽三维分布情况,可以得出结论:测站天顶方向距离地面6km以下的水汽与空气中PM 2.5浓度相关程度最高。