上海天文台GPS气象学的研究现状  

THE PROGRESS OF GPS METEOROLOGY IN SHANGHAI ASTRONOMICAL OBSERVATORY

作　　者：严豪健[1] 朱文耀[2] 等 

机构地区：[1]中国科学院上海天文台，上海200030 [2]中国科学院国家天文观测中心，北京100012

出　　处：《中国科学院上海天文台年刊》2000年第21期24-34,共11页Annals Shanghai Astronomical Observatory Chinese Academy of Sciences

基　　金：中国科学院“九五”重大项目!(KJ951- 1- 30 4 );; 国家自然科学基金项目!(198330 30和 197730 2 0 );; 国家攀登项目!970 2 310 0 3的

摘　　要：介绍了上海天文台GPS气象学的背景，进展和研究成果，从90年代起,上海天文台就分别开展了地基GPS气象学和空基GPS气象学的研究工作，在地基GPS气象研究中，利用国内分布的23个GPS网站及周边地区6个IGS台站，在1996年7月26日到31日（6天）的GPS观测资料，首先求得中性大气天顶延迟改正序列，然后推出测站上空可降水汽量积分，采样频率分别取为30分钟和2小时，得到的天顶延迟改正的精度好于1cm，后演出可降不汽含量的内部精度约1－2mm,把国内GPS网中具有探空气球观测的4个台站，上海，武汉，箍春和西宁的资料进行比较，发现GPS和探空气球的可降水汽含量之间的平均中误差为3－4mm，考虑到上海地区在台风和气候变化较剧烈的季节因素，选择了1997年8月2日到9日（8天）和8月17日至27日（11天）的两个观测时段，做了国内第一个GPS/storm实验，实验结果表明，地面GPS网有可能获得几乎实时的，连续的和主精度的可降水汽含量值，它的结果很好地与实时降雨量过程相对应，实验证明，利用预报轨道可以获得与精密轨道几乎相同的结果，在空基GPS气象研究中，发现地面GPS网水汽观测具有良好的时间覆盖率的优点，缺乏空间分辨率的缺点，而现在的GPS无线电掩星方法恰恰具有良好的空间分辨率而缺乏时间覆盖率，因此，在地球低轨道（LEO）卫星的轨道设计中，提出了通约LEO卫星的方法，希望通过改进轨道的LEO卫星获得长达200多天的观测序列，而它的地面观测点的漂移可以控制在于小100km，这种方法也可以用来设计对特定地面点上空大气剖面的测定，还在设计和建立GPS无线电掩星反演大气剖面的软件。The background and scientific activities of GPS meteorology in Shanghai Astronomical Observatory (SHAO) were briefly introduced. Since the middle of 90s, SHAO has developed the study on the space-based and the ground-based GPS meteorology facilities. The accuracy of obtained Precipitable Water Vapor (PWV) was within 1～2mm by a GPS network including 23 national stations and 6 neighboring IGS stations. The temporal resolution was 2 hours and 30 minutes. In comparison with radiosonde data, the deviations were about 3～4 mm. The first Chinese GPS/Storm test in August 1997 proved the significant corresponding relation between GPS/PWV and real rain procedure and weather procedure. It also proved that the predicted orbits of GPS satellites could be used in real time ground GPS applications. For space-based GPS application, the problem of controlling sounding location on ground was investigated by commensurate LEO spacecrafts. Appropriately designed LEO satellite could control the drifts of sounding location on the ground to be less than 100km in the period of 60～200 days.

关 键 词：GPS气象学 地基GPS测量 上海天文台 控空气球 空基GPS测量 

分 类 号：P41[天文地球—大气科学及气象学] P228.4