基于GNSS实测数据的雾霾气象条件下的对流层延迟模型修正研究

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE论文题目基于GNSS实测数据的雾霾气象条件下的对流层延迟模型修正研究专业学位类别工程硕士学号201522240127作者姓名王朮正指导教师田忠研究员分类号密级注1UDC学位论文基于GNSS实测数据的雾霾气象条件下的对流层延迟模型修正研究王朮正指导教师田忠研究员电子科技大学成都申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电

2、子与通信工程提交论文日期2018.5.28论文答辩日期2018.6.1学位授予单位和日期电子科技大学2018年6月答辩委员会主席李玉柏评阅人李玉柏张晓玲注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。StudyonthecorrectionoftroposphericdelaymodelbasedontheobserveddataofGNSSinfoghazemeteorologicalconditionAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTech

3、nologyofChinaDiscipline:MasterofEngineeringAuthor:ShuzhengWangSupervisor:Prof.TianZhongSchool:ResearchInstituteofElectronicScienceandTechnology摘要摘要细颗粒物（PM2.5）是大气污染物中的重要组成部分，对社会发展、居民健康安全危害极大。在GNSS系统中，卫星信号传输至地面接收机，对流层中的大气成分会对信号产生延迟作用。通过实测测站上空的气象参数，经典对流层延迟模型可以估算出对

4、流层延迟，但现有的模型并未考虑近地面大气中的PM2.5成分对信号的影响。并且传统的PM2.5探测技术或囿于探测范围较小，或困于造价高昂，使用复杂，无法满足日益增长的PM2.5探测需求，因此探索全天候、大范围、高分辨率的PM2.5探测技术成为一个亟待解决的问题。本文从雾霾气象条件下对流层延迟模型精度，PM2.5浓度与对流层延迟之间的相关性和PM2.5探测应用等方面进行深入研究，并在对流层延迟应用于城市PM2.5探测技术方面展开了研究，具体研究包括以下几个方面：1、研究了PM2.5的分布特性和垂直分布特征，并推导PM2.

5、5介质的电磁特性，从散射和吸收效应分析PM2.5对电磁波的影响，进一步建立PM2.5介质的电磁波传播衰减模型，至此，在理论上解释了PM2.5对GNSS信号的影响。选取同一时间不同PM2.5污染程度的四个IGS测站为例，对比分析三大经典对流层延迟模型的解算精度，得出结论Saastamoinen模型精度最好。2、进一步分析对流层延迟中的折射率问题。分析PM2.5污染期间北京、沈阳和成都地区折射率与气象参数之间的相关性，基于统计反演法建立折射率剖面反演模型并验证模型精度。选取酒泉地区PM2.5污染时期为例，基于相关支持向量

6、机建立折射率剖面反演模型并验证模型精度。3、利用中国大陆构造环境监测网络的基准站发布的IGS格式文件和PM2.5监测站数据，分析中国京津冀地区、西南地区、兰州地区和沈阳地区2014~2017年PM2.5浓度与对流层延迟之间的相关性。并研究PM2.5重污染时期两者之间的关系建立拟合模型并验证模型精度。4、在PM2.5高斯扩散模型的基础上提出一种适用于中国城市的PM2.5改进扩散模型，并仿真分析模型中不同因素的影响。以北京市天坛公园为例实验分析了模型在不同大气条件下的模型精度，并结合PM2.5与对流层延迟之间的相关性，提

7、出一种新型的PM2.5辅助探测技术，选取北京市四个基准站为例进行实验验证探测技术的精度。关键词：细颗粒物，对流层延迟，折射率，高斯扩散模型，探测技术IABSTRACTABSTRACTFineparticulatematter(PM2.5)isanimportantpartofatmosphericpollutants,anditisagreathazardtosocialdevelopmentandresidents'healthandsafety.ThetraditionalPM2.5detectionmethod

8、eitherhasasmalldetectionrange,orisexpensiveandcomplextouse,andcannotmeetthegrowingdemandforPM2.5detection.Therefore,itisextremelyurgenttoexploreall-weather,large-scale,andhi