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《清华大学》 2008年
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山基GPS掩星反演大气折射率算法研究及其程序实现

金慧华  
【摘要】: 气象灾害是制约我国社会经济发展的影响因素之一。研究其预报、预测和评估方法,对于保持经济社会持续快速健康发展具有重要意义。 GPS/MET是利用GPS技术来遥感地球大气,测定如大气折射率廓线等气象元素的一门新兴学科。它具有全球覆盖,精度高,垂直分辨率高,费用低廉等优点。山基GPS/MET是在空基GPS/MET基础发展起来的一种新的大气探测技术,它将高增益的GPS天线安置在相对高度2000m以上的山顶上,利用山基GPS掩星反演原理处理数据可以得到中低层大气参数。 本文对山基GPS掩星反演大气对流层折射率的原理和数据处理方法进行了深入研究。山基GPS掩星反演可以分为掩星预报、数据观测和数据处理三个方面。本文首先对掩星事件的准确预报进行了深入分析,比较了利用广播星历与精密预报星历计算卫星位置和速度的方法和精度的差别,提出了利用精密预报星历进行掩星预报的方法,取得了很好的结果。2005年8月,本人参与了由国家卫星气象中心联合总参大气环境研究所和清华大学等单位在河北雾灵山进行的山基GPS掩星观测试验,采集了大量的掩星数据和探空数据。在此基础上本文深入学习和研究了山基GPS掩星反演大气对流层折射率的原理数据处理方法,主要包括双差、周跳探测与修复、计算多普勒频移、计算弯曲角和碰撞参量以及Abel积分变换反演大气折射率廓线等内容,本文进行了详细公式推导和说明,并着重对周跳探测与修复、弯曲角与碰撞参量的计算进行了深入分析和研究。利用本文提出的方法和模型研制了山基GPS掩星反演大气对流层折射率程序。最后利用该程序对雾灵山GPS掩星试验数据进行了反演,并与大气探空数据进行比较分析,两者得到的大气折射率廓线基本一致,说明本文提出的方法和数学模型是正确的,山基GPS掩星反演大气技术是有效的。本文提出的原理和算法对今后进一步研究和应用山基GPS掩星反演大气折射率提供了很好的基础。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:P228.4

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1 金慧华;山基GPS掩星反演大气折射率算法研究及其程序实现[D];清华大学;2008年
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