影響GPS遙感大氣水汽含量的因素分析＊

張洛愷，楊 力，李 婧，2

（1.信息工程大學，河南 鄭州450001；2.61363部隊，陜西 西安710054）

0 引 言

隨著全球定位系統（GPS）技術的飛速發展，它的應用越來越廣泛，尤其是在地球動力學、大地測量學、地球物理學、氣象學、災害預報和環境監測等領域。20世紀90年代國際上興起了基于全球定位系統探測大氣水汽含量的新技術——GPS氣象學（GPS／MET），這種遙感水汽的方法具有高精度、高時空分辨率，長期穩定，不受天氣影響，無需校正，費用低廉等特點，利用GPS進行大氣水汽探測能很好地克服傳統技術面臨的問題[1－2]。

1 地基GPS反演水汽基本原理

地球中性大氣對GPS信號的傳播會帶來路徑延遲，通常的做法是將每一個測站天頂延遲作為未知數進行估算，通過干、濕映射函數投影到信號傳播路徑上。實際觀測中，由于大氣各向異性的影響，還應加入大氣水平梯度，由此GPS信號傳播路徑上的中性大氣延遲模型如下：

大氣干項比較穩定，因此干延遲可通過測站地面的溫度、氣壓根據經驗模型估計出來，進而分離出濕延遲。國內外研究較多的經驗模型有Hopfield、Saastamoinen、Black、UNB3、EGNOS和SHAO模型等[4]。獲取濕延遲后，可進一步轉化為與氣象有關的大氣可降水量（PWV），他們的關系可表示為[5]：

式中，轉換因子Π是中性大氣層加權平均溫度的函數Tm，可取近似值0.15[6].

2 GAMIT反演水汽流程

GAMIT是由美國麻省理工學院（MIT）和美國加利福尼亞大學SCRIPPS海洋研究所研制的高精度定軌、定位GPS數據分析軟件。GAMIT軟件基于Fortran編寫，采用雙差解算方法，具有處理結果準確、運算速度快、版本更新周期短等優點，且開放源代碼，因此在國內應用廣泛。……