摘要
虽然水汽在大气中的含量极低，占比还未到5%，但它却是一种重要的温室气体，也是一种相当活跃的大气成分，与各种天气息息相关。地基GNSS是一种新型的水汽观测手段，具有全天候、成本低、精度高、时空分辨率高等优点，在实际应用与研究中备受青睐，BDS作为GNSS中的重要组成系统之一，于2020年正式建设完成。随着PPP技术的发展，使得数据的快速解算成为可能，而且基于GNSS定位中的对流层延迟，可以获取高精度与高可靠性的水汽观测值。正是这样的背景下，本文开展了基于BDSPPP的大气可降水量的反演和应用研究，主要内容和结论如下： （1）论述了PPP基本原理与方法，介绍了各种误差来源及改正，以及参数估计的方法和模糊度固定方法，详细介绍了对流层的基本原理。常用对流层模型与映射函数以及天定对流层延迟（ZTD）估计策略和大气可降水量（PWV）计算方法，为后续开展的实验奠定了理论基础。 （2）利用14个探空站附近的MGEX观测站30天的数据观测，基于PRIDE软件估计ZTD，估计结果与IGS对流层产品作比较。从均方根来看，BDS固定解ZTD精度4.7mm，较浮点解提高了6.0%，GPS的固定解ZTD精度3.6mm，较浮点解提高了7.7%。GPSZTD估计精度略优于BDSZTD估计精度。 （3）利用上述测站附近的探空站数据通过站间高差处理，将探空站资料内插或者外推至GNSS测站高度，采用Bevis建立的Tm-Ts模型进行大气水汽反演，利用探空站提供的PWV进行精度验证，采用均方根作为评估指标。发现在0点时PWV的固定解与浮点解基本相当，虽然在12点时，固定解要优于浮点解，但精度差距不大，为0.16mm，BDS/GPS反演后的PWV的固定解精度基本都在1mm之内。 （4）利用ZWD反演PWV时，大气加权平均温度Tm的精度起着决定性的作用。以汉中-广元地区为例，通过当地3年的探空数据，分析了大气加权平均温度Tm与地面温度Ts之间的相关性，并建立了汉中-广元地区的Tm-Ts模型。通过当地CORS站数据，利用所建立的当地的Tm-Ts模型，反演得到PWV，探究了其在暴雨天气中的变化，研究表明，强降雨发生区域与PWV数值有很大的关系，就是该区域若PWV值较大，则降雨强度大概率也会较大。降雨之前一般都会伴随着PWV值的上升，但是降雨一般不发生在峰值附近，而是有一定的延迟，降雨一般是在PWV达到峰值之后1~2小时之后发生。
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