地基GNSS水汽的空间插值与层析方法
发布时间：2021-02-21 16:08
地基GNSS水汽反演技术为对流层水汽探测提供了一种新的手段,该技术相较传统的水汽探测方法,具有全天时,全天候,高精度,低成本的优势。地基GNSS水汽探测技术不仅可获得二维水汽分布信息,还可以利用层析方法重构三维水汽场。如今,依靠全球范围内广布的CORS站,该技术获取的水汽产品兼具较高的时间和空间分辨率。本文选定香港地区为研究区域,基于香港CORS网络提供的观测数据和地面气象数据以及King’s Park站探空数据,针对地基GNSS水汽探测的三个热点问题,即区域高精度大气加权平均温度模型建模,大气可降水量的空间插值和水汽层析相关问题,进行了研究与分析。本文的主要研究内容如下:1.多因子大气加权平均温度模型建模。本文采用逐步回归分析和主成分回归分析方法,建立了两种适合香港地区的多因子加权平均温度模型。测试结果表明,以上两种模型的RMSE均小于2.1 K,相比Bevis模型,预测性能提升明显。2.PWV空间插值方法的研究。目前,CORS网络中的测站分布稀疏且不均匀,造成GNSS-PWV插值图像存在水平分辨率不足的问题。针对该问题,本文提出了一种新的插值方法,该方法采用虚拟采样点进行插值。这些...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
硕士学位论文1 月至 2017 年 12 月的探空资料，基于统计学原理，联合方差根与条件数法，证明多因子回归模型中存在多重共线性问题，比传统单因子模型提高甚微。并且，分别采用主成分回归分析削弱多重共线性的影响，得到适用于香港地区的多因子模型港探空资料分析（AnalysisofRadiosondedatainHo香港探空站 2015 年 1 月至 2017 年 12 月的探空数据，首先采法，计算得到探空气球释放时刻的 Tm值，并统计该时刻的地面 与大气压 P。基于以上数据，应用 SPSS 软件，绘制气象元素散点加入拟合线，如图 3-1 所示。
3.4 Tm模型的预测性能（Prediction Performance of TmModels）基于香港探空站 2018 年 1 月至 3 月的探空数据，采用探空站数值积分法求取 Tm值，将该值作为 Tm真值用以验证各模型的拟合效果。然后，将逐步回归法建立的模型，以下简称模型 1，主成分回归分析法建立的模型，以下简称模型 2，和目前仍广泛使用的 Bevis 经典模型分别代入地面各气象参数，估计 Tm值，对比分析模型 1、模型 2 和 Bevis 模型的预测性能。由图 3-2 及表 3-6 可得：1）3 种模型根据地面气象参数 Ts，P，e，能够反映Tm的变化趋势。2）Bevis 模型应用于香港地区，存在一定的模型误差。3）模型1 和模型 2 的计算结果较为接近，其 RMSE 小于 2.1 K，相比通用 Bevis 模型接近 4 K 的 RMSE，精度提升明显。3）模型 2 相比模型 1，多一个表征地面气象状况的大气压 P，使模型估计值更接近于真值，其精度略高于模型 1。故本文第四章及第五章的 GNSS/MET 实验采用模型 2 估计 Tm。
【参考文献】：
期刊论文
[1]全球对流层延迟模型的质量评价[J]. 刘晨,郑南山,丰秋林. 大地测量与地球动力学. 2018(10)
[2]多因子加权平均温度模型研究[J]. 刘晨,郑南山,张玉振. 中国科技论文. 2018(15)
[3]湖南三地加权平均温度分区分时模型研究[J]. 李黎,宋越,易金花,田莹,樊奕茜,王亮. 测绘科学. 2018(01)
[4]湖南地区加权平均温度的影响因素分析及建模[J]. 李黎,樊奕茜,王亮,田莹,江婷,宋越,易金花. 大地测量与地球动力学. 2018(01)
[5]曲率分析的变分辨率数字高程模型建模算法[J]. 解杨敏,郭煜坤,邹怀武,史航. 国防科技大学学报. 2017(06)
[6]GNSS空间环境学研究进展和展望[J]. 姚宜斌,张顺,孔建. 测绘学报. 2017(10)
[7]逐步回归分析法及其应用[J]. 游士兵,严研. 统计与决策. 2017(14)
[8]对流层经验改正模型在中国区域的精度评估[J]. 王君刚,陈俊平,王解先,章洁君,宋雷. 武汉大学学报(信息科学版). 2016(12)
[9]代数重构算法在GNSS水汽层析解算中的应用[J]. 于胜杰,万蓉,付志康. 武汉大学学报(信息科学版). 2016(08)
[10]徐州地区加权平均温度模型研究[J]. 狄利娟,李星光,郑南山. 导航定位学报. 2015(02)
博士论文
[1]地基GNSS探测2D/3D大气水汽分布技术研究[D]. 江鹏.武汉大学 2014
[2]地基GPS遥感大气可降水量及其在气象中的应用研究[D]. 李国平.西南交通大学 2007
[3]地基GPS网对水汽三维分布的监测及其在气象学中的应用[D]. 宋淑丽.中国科学院研究生院（上海天文台） 2004
硕士论文
[1]地基GPS反演大气可降水量及三维层析的应用研究[D]. 汤中山.东华理工大学 2016
[2]对流层延迟改正在GPS数据处理中的应用与研究[D]. 丁晓光.长安大学 2009
本文编号：3044591
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
硕士学位论文1 月至 2017 年 12 月的探空资料，基于统计学原理，联合方差根与条件数法，证明多因子回归模型中存在多重共线性问题，比传统单因子模型提高甚微。并且，分别采用主成分回归分析削弱多重共线性的影响，得到适用于香港地区的多因子模型港探空资料分析（AnalysisofRadiosondedatainHo香港探空站 2015 年 1 月至 2017 年 12 月的探空数据，首先采法，计算得到探空气球释放时刻的 Tm值，并统计该时刻的地面 与大气压 P。基于以上数据，应用 SPSS 软件，绘制气象元素散点加入拟合线，如图 3-1 所示。
3.4 Tm模型的预测性能（Prediction Performance of TmModels）基于香港探空站 2018 年 1 月至 3 月的探空数据，采用探空站数值积分法求取 Tm值，将该值作为 Tm真值用以验证各模型的拟合效果。然后，将逐步回归法建立的模型，以下简称模型 1，主成分回归分析法建立的模型，以下简称模型 2，和目前仍广泛使用的 Bevis 经典模型分别代入地面各气象参数，估计 Tm值，对比分析模型 1、模型 2 和 Bevis 模型的预测性能。由图 3-2 及表 3-6 可得：1）3 种模型根据地面气象参数 Ts，P，e，能够反映Tm的变化趋势。2）Bevis 模型应用于香港地区，存在一定的模型误差。3）模型1 和模型 2 的计算结果较为接近，其 RMSE 小于 2.1 K，相比通用 Bevis 模型接近 4 K 的 RMSE，精度提升明显。3）模型 2 相比模型 1，多一个表征地面气象状况的大气压 P，使模型估计值更接近于真值，其精度略高于模型 1。故本文第四章及第五章的 GNSS/MET 实验采用模型 2 估计 Tm。
【参考文献】：
期刊论文
[1]全球对流层延迟模型的质量评价[J]. 刘晨,郑南山,丰秋林. 大地测量与地球动力学. 2018(10)
[2]多因子加权平均温度模型研究[J]. 刘晨,郑南山,张玉振. 中国科技论文. 2018(15)
[3]湖南三地加权平均温度分区分时模型研究[J]. 李黎,宋越,易金花,田莹,樊奕茜,王亮. 测绘科学. 2018(01)
[4]湖南地区加权平均温度的影响因素分析及建模[J]. 李黎,樊奕茜,王亮,田莹,江婷,宋越,易金花. 大地测量与地球动力学. 2018(01)
[5]曲率分析的变分辨率数字高程模型建模算法[J]. 解杨敏,郭煜坤,邹怀武,史航. 国防科技大学学报. 2017(06)
[6]GNSS空间环境学研究进展和展望[J]. 姚宜斌,张顺,孔建. 测绘学报. 2017(10)
[7]逐步回归分析法及其应用[J]. 游士兵,严研. 统计与决策. 2017(14)
[8]对流层经验改正模型在中国区域的精度评估[J]. 王君刚,陈俊平,王解先,章洁君,宋雷. 武汉大学学报(信息科学版). 2016(12)
[9]代数重构算法在GNSS水汽层析解算中的应用[J]. 于胜杰,万蓉,付志康. 武汉大学学报(信息科学版). 2016(08)
[10]徐州地区加权平均温度模型研究[J]. 狄利娟,李星光,郑南山. 导航定位学报. 2015(02)
博士论文
[1]地基GNSS探测2D/3D大气水汽分布技术研究[D]. 江鹏.武汉大学 2014
[2]地基GPS遥感大气可降水量及其在气象中的应用研究[D]. 李国平.西南交通大学 2007
[3]地基GPS网对水汽三维分布的监测及其在气象学中的应用[D]. 宋淑丽.中国科学院研究生院（上海天文台） 2004
硕士论文
[1]地基GPS反演大气可降水量及三维层析的应用研究[D]. 汤中山.东华理工大学 2016
[2]对流层延迟改正在GPS数据处理中的应用与研究[D]. 丁晓光.长安大学 2009
本文编号：3044591
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