联合地基GPS及空基COSMIC的对流层水汽三维层析

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1、中图分类号UDCP228620硕士学位论文学校代码!Q533密级公珏联合地基GPS及空基COSMIC的对流层水汽三维层析Three——dimensionaltroposphereWaterVaporTomographyCombiningGround—-basedGPSandSpace--basedCOSMIC作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：论文答辩日期型5：』：!{夏朋飞大地测量学与测量工程GPS气象学及GNSS数据处理地球科学与信息物理学院蔡昌盛副教授答辩委员会主席建宇生叁么中南

2、大学2013年05月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：日期：韭年互月旦日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借

3、阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：趣导师签名趁日期：坐年三月丑日联合地基GPS及空基COSMIC的对流层水汽三维层析摘要：准确的获取大气中水汽的三维分布信息，能够有效地改善气候监测及气象预测的精度。此外，还能够有效地改善数值天气预报的初始湿度场，有效地提高数值天气预报的精度。GPS技术为探测水汽的三维分布提供了一种新的方法，它具有全天候作

4、业、不受天气情况影响、探测精度高、实时连续性作业等优点，有效地弥补了传统探测方法的不足。本论文联合地基GPS及空基COSMIC(TheConstellationObservingSystemforMeteorology，IonosphereandClimate)掩星产品对香港地区的水汽三维分布进行了研究。针对传统迭代重构算法的局限性，提出了一种改进的水汽层析的迭代重构算法；为了弥补单一重构算法的缺点，又提出了一种组合重构算法反演水汽的三维分布。通过对香港地区12个气象监测站提供的GPS观测数据进行试算，验

5、证了新方法的可行性及其优越性。本论文的主要研究工作和成果如下：1)利用精密单点定位的方法算取天顶路径延迟(ZPD)，通过Saastamoinen模型(ZHB)求取天顶干延迟后求取天顶湿延迟(ZWD)，并最终获取斜路径水汽含量(SWV)。2)针对经典代数重构算法在大尺度水汽反演中迭代收敛速度慢、重构精度较低的缺点，本文提出了一种改进的代数重构算法。该算法能够自动地调节算法中的松弛参数向量中的各个元素，逐步改善反演的精度，并提高反演的速度。3’)针对单个重构算法在对流层层析水汽密度值反演中的局限性，提出了一种

6、组合重构水汽层析方法。在获取水汽垂直分布的时，组合重构方法的精度优于单一的重构算法的精度。此外，组合重构算法有效地解决了初始值选取的问题。4)通过求取2012年7月20日到8月2日水汽的三维分布，并将其转化为水汽的柱积分水汽总量，根据该值的分布及变化研究了2012年7月22日到28曰暴雨天气的过程。图30幅，表7个，参考文献86个。关键词：层析；水汽；精密单点定位：COSⅦC；重构算法分类号：P228II7’’‘dimensiona‘troposphereWaterVarTom,,graphylhree-

7、dimensionalooosohereVaoormograDhvCombiningGround—basedGPSandSpace·basedCOSMICAbstract：Itcaneffectivelyincreasetheaccuracyofclimatemonitotingandweatherforecastthroughobtainingaccuratethree．dimensionaldistributionofthewaterV印orintheatmosphere．Inaddition，itw

8、iUusefullyimprovestheinitialhumidityfieldofnumericalweatherpredictionandincreasetheaccuracyofnumericalweatherprediction．GPStechnologyprovidesanewmethodfordetectingthethree—dimensionaldistributionofthewaterVaporwitht