[发明专利]一种基于北斗GPS联合层析法的大气水汽探测方法及系统

权利要求书

1.一种基于北斗GPS联合层析法的大气水汽探测系统，其特征在于：包括多台北斗/GPS接收机（1），星历收集器（2），气象资料收集器（3），延迟模块（4），水汽含量处理模块（5），数据处理计算中心模块（6）和输出单元（7）；

所述北斗/GPS接收机（1），用于采集北斗卫星的北斗卫星信号和GPS卫星的GPS卫星信号，并将北斗卫星信号和GPS卫星信号发送给延迟模块（4）；

所述星历收集器（2），用于获取北斗卫星的北斗星历信息及GPS卫星的GPS星历信息，并将北斗星历信息和GPS星历信息发送给延迟模块（4）；

所述气象资料收集器（3），用于采集实时气象测量数据，并将气象测量数据发送给延迟模块（4）；

所述延迟模块（4），接收北斗卫星信号、GPS卫星信号、北斗星历信息、GPS星历信息和气象测量数据，根据北斗星历信息和GPS星历信息辨别采集的每组卫星信号所属的卫星；根据多台接收机在某一时刻的所有路径上接收到的北斗卫星信号和GPS卫星信号，分别对每条路径上的北斗卫星信号和GPS卫星信号进行联合解算，得到每条路径上的大气总延迟；利用每条路径上的北斗卫星信号和GPS卫星信号计算每条路径上的电离层延迟；利用气象测量数据，分别计算每条路径上的静力学延迟；分别将某一时刻的每条路径上的大气总延迟减去电离层延迟和静力学延迟，即可得到该路径上的湿延迟；计算所有路径上的湿延迟数据，将所有路径上的湿延迟数据发送给水汽含量处理模块（5）；

所述水汽含量处理模块（5），接收所有路径上的湿延迟数据，根据所有路径上的湿延迟数据，分别计算每条路径上的水汽含量，将每条路径上的水汽含量发送给数据处理计算中心模块（6）；

所述数据处理计算中心模块（6），接收每条路径上的水汽含量，添加水平约束条件和垂直约束条件，对水汽网格超定方程组求解，得到随时间变化的三维大气水汽模型，即四维大气水汽模型，将四维大气水汽模型发送给输出单元；

所述输出单元（7），接收四维大气水汽模型，显示四维大气水汽模型。

2.根据权利要求7所述的基于北斗GPS联合层析法的大气水汽探测系统，其特征在于：所述延迟模块（4）中采用大气总延迟数学模型计算总延迟数据，所述大气总延迟数学模型具体为：

ΔL=∫sc0dsc-L=∫n(s)ds-L=∫[n(s)-1]ds+(s-L)=∫[n(s)-1]ds=10-6∫N(s)ds=10-6∫(Nd+Nw+Ne)ds]]>

其中ΔL为大气折射作用引起的北斗/GPS信号的总延迟；s是电磁波在大气中的传播路径，L为卫星到接收机的几何距离，c₀为电磁波在真空中的传播速度，c代表电磁波在大气中的传播速度，n为折射率，N为电磁波折射率，N_d为静力学延迟，N_w为湿延迟，N_e为电离层延迟。