大气加权平均温度对GNSS PWV精度的影响分析

作     者：郭敏 张捍卫 李鹏杰 GUO Min;ZHANG HanWei;LI PengJie

作者机构：河南理工大学测绘与国土信息工程学院焦作454003 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院大地测量与地球动力学国家重点实验室武汉430077 

出 版 物：《地球物理学进展》 (Progress in Geophysics)

年 卷 期：2023年第38卷第4期

页      面：1455-1465页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：国家自然科学基金(41905027,42074002,41931075) 河南省科技攻关项目(182102210315) 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院大地测量与地球动力学国家重点实验室开放基金(SKLGED2020-3-7-E)联合资助 

主　　题：大气加权平均温度 线性和非线性加权平均温度模型 大气可降水量PWV 精度评定 

摘      要：大气加权平均温度T_(m)是GNSS探测大气可降水量PWV(Precipitable Water Vapor)的关键参数.目前,加权平均温度模型主要包括线性模型和非线性模型.本文基于2011—2015年期间的编号54511北京探空测站的有效探测资料,建立T_(m)与T_(s)的线性和非线性(一阶傅里叶函数、一元二次函数)关系;利用2016年探空站实测资料对所建模型及常用模型进行对比分析,从RMSE、Bias及波动范围评价参数发现T_(m_G)模型精度高于常用模型,而再分析资料ERA-Interim建立的加权平温度T_(m)_ERA模型和新非线性T_(m)模型精度相差甚小,且误差概率分布趋近于正态分布;因此,新建模型能有效避免了通用Bevis全球模型在特定区域导致的区域性精度偏差问题,尤其在探空站缺乏的区域,可以采用ERA-Interim产品建立T_(m)模型.通过对不同T_(m)模型获取IGS站BJFS的PWV结果与相应时间54511探空站的实测PWV数据进行检验,结果表明不同T_(m)模型引起的PWV的偏差Bias范围在[-5,5]mm,均方根误差RMSE的差异甚小,Bias概率趋于正态分布,稳定性较强,尤其T_(m)_ERA、非线性加权平均温度T_(m_F)、T_(m_P)模型引起的PWV的Bias正态分布更强.