[发明专利]耦合GNSS及地面气象站监测数据的实时水汽场生成方法

权利要求书

1.一种耦合GNSS及地面气象站监测数据的实时水汽场生成方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1、根据探空数据、GNSS测站数据与地面气象站监测数据，分别计算获得探空PWV时间序列y_R、GNSS的PWV时间序列y_G和地面气象站PWV时间序列y_M；

S2、计算GNSS的PWV相对于探空数据PWV的系统性偏差b_G和地面气象站的PWV相对于探空数据PWV的系统性偏差b_M，以及GNSS的PWV的权重P_G和地面气象站PWV的权重P_M；

S3、在去除系统性偏差的基础上，由步骤S1所得GNSS的PWV时间序列y_G和地面气象站PWV时间序列y_M，得到区域范围内GNSS测站的实时PWV向量并计算出地面气象站的实时PWV向量

S4、构建耦合GNSS和地面气象数据的简化球冠谐分析模型，根据GNSS测站和地面气象站的坐标，分别获取球面谐和函数计算值；

S5、根据步骤S3得到的GNSS测站的实时PWV向量和地面气象站的实时PWV向量以及步骤S4得到的球面谐和函数计算值，求解耦合GNSS和地面气象数据的简化球冠谐分析模型中的待估计的模型系数后，获得实时水汽场生成模型，进而获得耦合GNSS的PWV和地面气象站PWV的实时水汽场。

2.如权利要求1所述的耦合GNSS及地面气象站监测数据的实时水汽场生成方法，其特征在于：步骤S1中，根据探空数据、GNSS测站数据与地面气象站监测数据，分别计算探空PWV时间序列y_R、计算GNSS的PWV时间序列y_G和地面气象站PWV时间序列y_M，具体为，

S11、根据探空数据包括各层温度、气压、相对湿度，通过以下PWV计算公式得到探空PWV时间序列y_R：

PWV＝(1/g)∫qdp＝(1/g)∑q_i,ave·Δp_i (1)

其中，q为比湿，q_i,ave是第i个气压层的平均比湿，p为气压，Δp_i是第i个气压层的气压差，其中，e为水汽压，其中，RH是相对湿度，T_d是摄氏温度，g为重力加速度；

S12、获得GNSS的ZTD时间序列、实时ZHD时间序列和加权平均温度，进而计算出测站位置处的GNSS的PWV时间序列y_G；

S13、根据地面气象站测得的温度及相对湿度，计算出地面气象站位置处的水汽压，进而通过构建的PWV与地面水汽压的线性回归模型，计算出地面气象站PWV时间序列y_M。

3.如权利要求2所述的耦合GNSS及地面气象站监测数据的实时水汽场生成方法，其特征在于：步骤S12中，获得GNSS的实时ZHD时间序列、GNSS的实时ZTD时间序列和加权平均温度，具体为，

S121、根据GNSS测站并置的气压传感器得到的数据，计算出GNSS测站位置处的实时ZHD时间序列；

S122、将得到的实时ZHD时间序列与参数估计得到的天顶湿延迟时间序列即ZWD时间序列相加，得到GNSS的实时ZTD时间序列；

S123、构建的加权平均温度与地面温度的线性回归模型：

T_m,s＝a₁+b₁·T_s (2)

其中，T_m,s为根据模型计算得到的加权平均温度，T_s为地面温度，a₁、b₁均为模型系数；

S124、通过构建的加权平均温度与地面温度的线性回归模型，获得GNSS测站位置处的加权平均温度。