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利用地基北斗站反演大气水汽总量的精度检验

郭巍 尹球 杜明斌 刘敏 朱雪松

郭巍, 尹球, 杜明斌, 等. 利用地基北斗站反演大气水汽总量的精度检验. 应用气象学报, 2015, 26(3): 346-353. DOI: 10.11898/1001-7313.20150310..
引用本文: 郭巍, 尹球, 杜明斌, 等. 利用地基北斗站反演大气水汽总量的精度检验. 应用气象学报, 2015, 26(3): 346-353. DOI: 10.11898/1001-7313.20150310.
Guo Wei, Yin Qiu, Du Mingbin, et al. The accuracy test of retrieved precipitation water vapor based on Beidou observations. J Appl Meteor Sci, 2015, 26(3): 346-353. DOI:  10.11898/1001-7313.20150310.
Citation: Guo Wei, Yin Qiu, Du Mingbin, et al. The accuracy test of retrieved precipitation water vapor based on Beidou observations. J Appl Meteor Sci, 2015, 26(3): 346-353. DOI:  10.11898/1001-7313.20150310.

利用地基北斗站反演大气水汽总量的精度检验

DOI: 10.11898/1001-7313.20150310
资助项目: 

上海市气象局科技面上项目 ms201414

国家自然科学基金面上项目 41475040

中国气象局气象行业专项 201306102

详细信息
    通信作者:

    郭巍, email: guowei_0425@163.com

The Accuracy Test of Retrieved Precipitation Water Vapor Based on Beidou Observations

  • 摘要: 采用上海市气象局建立的北斗气象站的2014年观测数据和我国自主研发的精密导航数据处理软件PANDA (position and navigation data analysist) 实现了基于北斗数据的大气水汽总量 (precipitable water vapor,PWV) 反演,并将利用北斗卫星信号解算的大气水汽总量 (WBD) 结果与目前较为成熟的GPS卫星反演结果 (WGPS) 和无线电探空反演结果 (WRadio) 进行对比,研究表明:反演的WBDWGPS的均方根误差均低于3.5 mm,反演的WBDWRadio的均方根误差为3.6 mm,两种对比方式的相关系数均在0.95以上,反演方法以及地理位置的差异对于反演结果有一定影响;反演的WBD能够很好地反映出大气中水汽的变化特征,对于气象短时临近预报、气候分析有指示作用。
  • 图  1  北斗数据解算PWV流程图

    Fig. 1  Flow diagram of calculating PWV based on Beidou data

    图  2  站点分布

    Fig. 2  Map of sites

    图  3  临港GPS站反演的WGPS与临港北斗站反演的WBD散点图

    (a) GAMIT反演的WGPS,(b) PANDA反演的WGPS

    Fig. 3  Scatter plot of WGPS and WBD calculated at Lingang

    (a)WGPS calculated by GAMIT, (b)WGPS calculated by PANDA

    图  4  金山GPS站反演的WGPS与金山北斗站反演的WBD散点图

    (a) GAMIT反演的WGPS,(b) PANDA反演的WGPS

    Fig. 4  Scatter plot of WGPS and WBD calculated at Jinshan

    (a)WGPS calculated by GAMIT, (b)WGPS calculated by PANDA

    图  5  罗泾北斗站反演的WBD与宝山探空站反演的WRadio的散点图

    Fig. 5  Scatter plot of WBD calculated at Luojing and WRadio calculated at Baoshan

    图  6  2014年3月临港大气水汽总量时间序列

    (柱状图为对应时刻的小时降水量,间断部分表示缺测,横线为临港3月发生降水的PWV阈值线)

    Fig. 6  Sequence chart of PWV at Lingang in Mar 2014

    (columnar represents corresponding rainfall, the continuous section shows lack of monitoring, black line represents the threshold for rainfall at Lingang)

    图  7  2014年4月宝山大气水汽总量时间序列

    (间断部分表示缺测,柱状图为对应时刻的小时降水量,横线为宝山4月发生降水的PWV阈值线)

    Fig. 7  Sequence chart of PWV at Baoshan in Apr 2014

    (columnar represents corresponding time rainfall, the continuous section shows lack of monitoring, black line represents the threshold for rainfall at Baoshan)

    表  1  目前在轨运行的北斗卫星信息

    Table  1  Information of Beidou satellite on-orbit

    卫星种类 卫星编号
    地球静止轨道卫星 G1,G3,G4,G5,G6
    倾斜地球同步
    轨道卫星
    IGSO1,IGSO2,IGSO3,
    IGSO4,IGSO5
    中圆地球轨道卫星 M3,M4,M5,M6
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    表  2  3种大气水汽总量计算反演的结果比较

    Table  2  Statistical results of WBD, WGPS and WRadio

    站点 对比方式 样本量 均方根误差/mm 平均偏差/mm 相关系数
    南汇北斗站与南汇GPS站 WBDWGPS-G 734 2.90 1.21 0.9588
    WBDWGPS-P 734 2.77 1.09 0.9698
    遥感中心北斗站与莘庄GPS站 WBDWGPS-G 657 3.43 1.05 0.9531
    WBDWGPS-P 657 3.28 0.97 0.9762
    临港北斗站与临港GPS站 WBDWGPS-G 1849 3.44 -1.18 0.9577
    WBDWGPS-P 1849 2.89 1.44 0.9748
    金山北斗站与金山GPS站 WBDWGPS-G 1382 3.24 -0.47 0.9502
    WBDWGPS-P 1382 3.15 1.75 0.9664
    罗泾北斗站与宝山探空站 WBDWRadio 127 3.64 1.24 0.9624
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-09-22
  • 修回日期:  2015-01-30
  • 刊出日期:  2015-05-31

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