[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

摘要

本发明涉及一种基于北斗GPS联合层析法的大气水汽探测方法，包括以下步骤：北斗/GPS接收机接收卫星信号并进行联合解算，计算大气总延迟；采集实时的气象测量数据，计算静力学延迟；获得北斗/GPS接收机接收到的载波相位观测值，计算电离层延迟；从大气总延迟中扣除静力学延迟和电离层延迟，得到湿延迟；计算卫星信号路径上的水汽含量；根据多条卫星信号路径上的水汽含量，加入水平约束条件和垂直约束条件，得到并显示四维大气水汽模型。本发明引入北斗卫星系统，可以打破GPS的垄断地位，具有成本低、探测范围广、实时度高、不受天气状况影响和易于维护等优势，提供实时的高精度水汽水平和垂直分布情况，对于大气科学领域的研究具有重要意义。

主权项

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。