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BDS锚碇浮标监测海洋大气水汽初步探究

导航定位学报 2024年第4期12卷 220-227页

作者：周凌昊王海深施闯曹云昌梁宏宁春林成振华北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191 中国气象局气象探测中心北京100081 自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 广西壮族自治区气象局气象技术装备中心南宁530022

精细化、动态化监测海洋大气水汽含量对全球海洋气候相关研究具有重要意义。为探究基于北斗卫星导航系统(BDS)的锚碇浮标平台在海洋水汽探测应用中的潜力,本研究利用白龙浮标搭载的测量型接收机,分别在岸基静态模式和海面动态模式下,对... 详细信息

精细化、动态化监测海洋大气水汽含量对全球海洋气候相关研究具有重要意义。为探究基于北斗卫星导航系统(BDS)的锚碇浮标平台在海洋水汽探测应用中的潜力,本研究利用白龙浮标搭载的测量型接收机,分别在岸基静态模式和海面动态模式下,对获取的BDS和全球定位系统(GPS)观测数据进行精密单点定位处理,并进行大气可降水量(PWV)反演,同时以欧洲中期天气预报中心第五代全球气候再分析数据集(ERA5)获取的PWV为参考值进行精度评估。结果表明:岸基静态模式下利用BDS观测值反演的PWV精度为0.7 mm,GPS反演的PWV精度为0.6 mm。海面动态模式下利用BDS观测值反演的PWV精度为1.2 mm,GPS反演的PWV精度为2.0 mm,与岸基静态模式探测的水汽产品精度基本相符。初步证明了利用BDS锚碇浮标在海洋动态观测条件下进行水汽含量监测的可行性,但仍需更长期更充分的观测以进一步验证。

关键词：北斗卫星导航系统(BDS) 大气水汽海洋锚碇浮标

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北斗卫星导航系统在数值天气中的应用

测绘通报 2024年第7期 178-181页

作者：杜明斌曹云昌王晓峰郭巍涂满红殷岳顾问梁宏上海市气象局上海市生态气象和卫星遥感中心上海200030 中国气象局气象探测中心GNSS/MET及应用创新团队北京100081 中国气象局上海台风研究所上海200030

气象作为最早应用BDS的重要领域之一,现已逐渐形成北斗全面应用的新格局。利用基于BDS的地基增强系统开展气象行业系统建设与应用,一方面可以有效提高我国卫星导航系统气象观测能力,另一方面也可以降低目前卫星导航系统气象应用对GPS和G... 详细信息

气象作为最早应用BDS的重要领域之一,现已逐渐形成北斗全面应用的新格局。利用基于BDS的地基增强系统开展气象行业系统建设与应用,一方面可以有效提高我国卫星导航系统气象观测能力,另一方面也可以降低目前卫星导航系统气象应用对GPS和GLONASS的依赖,无论是对于我国气象事业的发展还是对北斗产业化的支撑都具有重要意义。本文调研了目前卫星导航数值天气模式应用进展,并基于BDS开展数值天气模式应用,对实时反演的大气可降水量(PWV)进行观测误差估计,通过区域数值天气模式BDS-PWV同化应用试验,初步评估了我国BDS-PWV同化应用对华东区域天气模式初始场的改善效果。

关键词：北斗大气可降水量数值天气模式数据同化

中国地区地基GPS加权平均温度T_m统计分析

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武汉大学学报（信息科学版） 2011年第4期36卷 412-416页

作者：王晓英戴仔强曹云昌宋连春南京信息工程大学遥感学院南京市宁六路219号210044 中国气象局气象探测中心中国电子科技集团第28研究所2部南京市白下区苜蓿园东街1号210007

利用香港Kings Park探空站(站号45004)2003～2009年探空资料回归出了大气加权平均温度Tm与地面温度Ts、气压es和水汽压Ps的线性公式。通过比较分析发现,Tm-Ts单因素回归结果和Tm-Ts、es、Ps多因素回归结果并没有显著差异,但基于本地化... 详细信息

利用香港Kings Park探空站(站号45004)2003～2009年探空资料回归出了大气加权平均温度Tm与地面温度Ts、气压es和水汽压Ps的线性公式。通过比较分析发现,Tm-Ts单因素回归结果和Tm-Ts、es、Ps多因素回归结果并没有显著差异,但基于本地化探空数据回归公式精度比Bevis公式高;通过逐年增加样本数回归分析并不能显著提高公式精度,采用最近一年探空数据回归公式即可很好地由Ts预测下年Tm,预测均方根误差为1.913K;对样本数据按季节分类,Tm-Ts模型系数a、b值春秋季节变化不大,而冬夏季节变化剧烈,但利用无季节区分数据回归公式去拟合分季节数据,精度相当,分季节回归Tm-Ts经验公式没有必要。分气候区回归分析发现,Tm-Ts模型a、b系数与气候相关关系明显,同一气候区内探空站数据拟合出的a、b系数具有集群性。

关键词：大气加权平均温度地面温度地基GPS气象学湿延迟

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GPS测定大气绝对湿度廓线方法研究

仪器仪表学报 2006年第z2期27卷 1132-1135页

作者：曹云昌陈永奇李炳华国家卫星气象中心香港理工大学香港天文台

首先利用GPS通过双差定位方法确定了卫星到接收机倾斜路径上的水汽含量,然后利用断层扫描技术和卡曼滤波方法,对香港地区的绝对湿度进行了测定。与探空相比,在低层绝对湿度的均方根误差约为0．6g·m-3。实验结果表明,该方法可以很好地... 详细信息

首先利用GPS通过双差定位方法确定了卫星到接收机倾斜路径上的水汽含量,然后利用断层扫描技术和卡曼滤波方法,对香港地区的绝对湿度进行了测定。与探空相比,在低层绝对湿度的均方根误差约为0．6g·m-3。实验结果表明,该方法可以很好地确定大气中的绝对湿度的廓线分布,在大气湿度探测方面具有重要的应用价值。

关键词：绝对湿度层析GPS 卡曼滤波

山基和地基GPS联合探测大气折射率廓线的试验研究

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高技术通讯 2008年第8期18卷 857-862页

作者：曹云昌胡雄符养杨光林毕研盟国家卫星气象中心北京100081 大气探测技术中心北京100081 中国科学院空间科学与应用研究中心北京100080 北京应用气象研究所北京100029

通过在河北省雾灵山及其周边地区开展的山基 GPS 掩星观测和层析试验,利用掩星和层析反演大气折射率的方法,共获取575条山基掩星的折射率廓线和120条 GPS层析的湿折射率廓线。比较山基掩星和探空获取的大气折射率表明,二者系统偏差在1%... 详细信息

通过在河北省雾灵山及其周边地区开展的山基 GPS 掩星观测和层析试验,利用掩星和层析反演大气折射率的方法,共获取575条山基掩星的折射率廓线和120条 GPS层析的湿折射率廓线。比较山基掩星和探空获取的大气折射率表明,二者系统偏差在1%左右,标准差为2%～3%,不同接收机反演的折射率符合精度优于1%,表明所选用的接收机在地面试验中基本可以满足对大气掩星观测的需求;山基掩星、GPS 层析和探空三种方法获取的大气湿折射率比较表明,三者具有很好的一致性,这从另一个方面进一步验证了山基掩星观测的效果;试验表明在低层山基掩星具有很好的垂直分辨率和精度,可以和 GPS 层析对整个对流层的探测互为补充,在大气探测方面具有重要的潜在应用价值。

关键词：山基掩星 GPS层析大气折射率 GPS气象学

GPS遥感的大气可降水量与局地降水关系的初步分析

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应用气象学报 2005年第1期16卷 54-59页

作者：曹云昌方宗义夏青国家卫星气象中心北京100081

该文利用 2 0 0 2年“973”项目安徽GPS外场试验和 2 0 0 0年北京GPS/VAPOR试验积累的资料对GPS遥感的大气可降水量与局地降水之间关系进行了定量分析。结果表明 :在降水前后 ,GPS遥感的大气可降水量有很大的变化 ;在 2 0 0 2年入梅前... 详细信息

该文利用 2 0 0 2年“973”项目安徽GPS外场试验和 2 0 0 0年北京GPS/VAPOR试验积累的资料对GPS遥感的大气可降水量与局地降水之间关系进行了定量分析。结果表明 :在降水前后 ,GPS遥感的大气可降水量有很大的变化 ;在 2 0 0 2年入梅前后 ,其变化甚至大于 30mm ;在海拔高的山区台站 ,2hGPS遥感的大气可降水量增量和本站是否发生降水关系密切 ;多数情况下 ,降水出现在GPS遥感的大气可降水量迅速增加的 3～ 4h内 ;每小时降水量峰值和GPS遥感的大气可降水量增量的大小有关。

关键词：可降水量 GPS 大气遥感局地降水降水关系台站海拔山区利用

基于MODIS_TVDI/GNSS_PWV的云南省干旱特征时空分析

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自然资源遥感 2021年第3期33卷 202-210页

作者：于维柯福阳曹云昌南京信息工程大学遥感与测绘工程学院南京210044 中国气象局气象探测中心北京100081

为了缓解现有干旱监测技术存在的监测易受环境影响、时效性不强等问题。本研究使用MODIS_TVDI和GNSS_PWV数据,利用相关性分析、回归分析等方法研究云南省2016—2020年春季干旱特征时空变化。研究结果表明:TVDI反演结果能较好地反映区域... 详细信息

为了缓解现有干旱监测技术存在的监测易受环境影响、时效性不强等问题。本研究使用MODIS_TVDI和GNSS_PWV数据,利用相关性分析、回归分析等方法研究云南省2016—2020年春季干旱特征时空变化。研究结果表明:TVDI反演结果能较好地反映区域干旱时空特征变化,在空间上,旱情呈滇西北向滇东南增强的趋势;在时间上,季内旱情呈先递增后减缓趋势,尤其3—4月份旱情变化特征最为明显。此外,基于Pearson相关分析方法发现PWV和TVDI存在较强的相关性,在季尺度上,相关系数基本均大于0.5;在月尺度上,PWV变化趋势与TVDI变化趋势基本一致,但TVDI变化有一定的时间延迟;在日尺度上,尤其是降雨时期,PWV变化和TVDI变化幅度契合度更高,表现出了一定的干旱特征信号,因此PWV为旱灾监测提供了一种新的技术手段。

关键词：温度植被干旱指数大气可降水量相关性分析云南省

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北斗探空系统研发及其测风性能初步分析

应用气象学报 2013年第4期24卷 464-471页

作者：张恩红曹云昌朱彬中国气象局气象探测中心北京100081 南京信息工程大学中国气象局大气物理与大气环境重点开放实验室南京210044 广东省气象信息中心广州510080

高空气象观测是综合气象观测系统的重要组成部分,对天气预报、气候变化等业务科研具有重要的作用。基于北斗卫星导航系统研发了北斗探空仪及地面接收系统,目前试验样机生产已初步完成。北斗探空仪可采取单北斗、单GPS、北斗与GPS混合定... 详细信息

高空气象观测是综合气象观测系统的重要组成部分,对天气预报、气候变化等业务科研具有重要的作用。基于北斗卫星导航系统研发了北斗探空仪及地面接收系统,目前试验样机生产已初步完成。北斗探空仪可采取单北斗、单GPS、北斗与GPS混合定位测风等3种测风模式,试验结果表明:北斗探空仪采用混合定位测速方式测风与GPS标准探空仪相比,北向速度标准差为0.05 m·s^(-1),平均偏差为-0.05 m·s^(-1);东向速度标准偏差为0.03 m·s^(-1),平均偏差为-0.01 m·s^(-1);高度标准偏差为6.88 m,平均偏差为7.48 m。北斗探空仪测风性能与GPS探空仪相当。

关键词：北斗卫星导航系统北斗探空系统北斗探空仪测风

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地空基GPS探测应用研究进展

南京气象学院学报 2004年第4期27卷 565-572页

作者：曹云昌方宗义夏青国家卫星气象中心北京100081

GPS大气探测(GPS气象学)目前已成为国际GPS应用的热点问题,可分为地基和空基应用两个方向。目前,地基的研究和应用技术已基本成熟,并从技术研究走向业务应用;在空基探测方面,国际上很多国家和地区都实施并发射了GPS应用气象小卫星,美国... 详细信息

GPS大气探测(GPS气象学)目前已成为国际GPS应用的热点问题,可分为地基和空基应用两个方向。目前,地基的研究和应用技术已基本成熟,并从技术研究走向业务应用;在空基探测方面,国际上很多国家和地区都实施并发射了GPS应用气象小卫星,美国国家极轨环境卫星(NPOES)和欧盟极轨气象卫星系列(METOP)也都将搭载星载的GPS接收机,用于对地的掩星探测。GPS气象学已成为卫星气象学的一部分,它所获得的稳定的覆盖全球的对流层和平流层温度、气压、水汽和空间电子浓度的廓线资料,对气象预报、气候变化和空间天气的研究业务应用具有重要的应用价值。

关键词： GPS气象学地基空基掩星观测