基于小波分解与GA-LSSVM的GPS可降水量短临预报

针对GPS可降水量时间序列具有非线性、非平稳性的特征，研究一种基于小波分解（WD）、遗传算法（GA）和最小二乘支持向量机（LSSVM）的GPS可降水量短临预报方法。先采用小波分解将GPS可降水量时间序列分解成便于预报的低频分量和高频分量；然后利用遗传算法优化LSSVM参数，进而对各分量建立预报模型；再将各分量预报结果进行叠加重构得到最终预报结果。选取两组数据进行实验，并将预报结果分别与LSSVM和遗传小波神经网络（GA-WNN）预报结果进行对比。结果表明，该组合模型具有良好的泛化能力，可有效解决神经网络易陷于局部极小的问题，提高了全局预报精度。     

对流层延迟模型映射函数研究

在介绍经验映射函数NMF和动态映射函数VMF1、GMF模型的基础上,利用ECMWF提供的格网数据,具体研究和分析了这3种映射函数1 a中的时间变化特征及其随高程、纬度、高度角变化的特点,并比较了3种映射函数随高度角的变化对斜路径延迟估计的影响。     

工程GPS网必要观测时间探讨

一般来说，观测时间越长，基线解算结果质量就越好。然而当观测时间达到一定长度时，再延长观测时间对提高基线解算结果质量的效果并不明显。本文通过对实测工程GPS网的基线进行分时解算，并对解算结果质量进行比较与分析，得出了以下结论：在观测条件良好时，对边长较短（5km以下）的工程GPS网，其观测时间可以比规范规定的时间缩短10--20min（即缩短1／4—1／2的观测时间）。这个结论对进一步提高GPS测量的效率具有积极的意义。     

顾及垂直递减率的中国区域Tm格点产品空间插值

大气加权平均温度(T_m)是全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)反演大气水汽(precipitation water vapor, PWV)的关键参数。当前已有T_m模型提供的T_m信息难以捕获其日周期变化,因此限制了其在高时间分辨率GNSS PWV估计中的精度。大气再分析资料可提供高时空分辨率的T_m格点产品,但是在使用时需要对其进行空间插值,且T_m在高程上的变化远大于其在水平方向上变化。同时,针对中国区域地形起伏大等特点,提出顾及垂直递减率的中国区域T_m格点产品空间插值方法,以分布于中国区域的2015年89个探空站资料为参考值,验证了提出的方法在全球大地测量观测系统大气中心T_m格点产品和美国国家航空和太空管理局提供的MERRA-2的T_m格点产品中的空间插值精度。结果表明：(1)在顾及垂直递减率的T_m格点产品空间插值中,反距离加权法的...     

广西非气象参数Tm模型研究

通过分析广西4个探空站资料，结合GGOS Atmosphere格网Tm数据，建立随高程增大的温度递减率模型。根据温度递减率模型分别采用反距离加权法、双线性插值法、新反距离加权法和新双线性插值法计算探空站Tm，通过分析插值误差建立广西非气象参数Tm模型，并与Bevis模型、中国东部模型、广西模型进行比较。结果表明，温度递减率模型的Tm插值精度相对其他3种模型有比较明显的提升，4种方法的平均绝对误差（MAE）和均方根误差（RMSE）在1~2 K之间；广西非气象参数Tm模型的插值精度得到进一步提高，百色站的MAE约为2 K，其余站点的MAE和RMSE均在1 K左右，能满足可降水量反演的精度要求。     

基于Matlab的坐标转换程序设计

采用Matlab软件进行坐标转换程序设计,实现了3种椭球的大地坐标与直角坐标的互换计算、高斯投影正反算、七参数解算、不同坐标系统之间的七参数法坐标转换;探讨和研究了单点或批量处理坐标数据、输入或输出文件格式、参数解算及验证、坐标转换计算等问题,并对七参数坐标转换的结果进行了检验。     

中国区域ERA5和MERRA-2再分析资料计算Tm的精度分析

以中国区域89个探空站2017年资料为参考值,对ERA5和MERRA-2再分析资料积分计算的Tm的精度进行评估,并分析2种资料计算的Tm的bias和RMSE的时空变化特性。结果表明：1）以探空站资料为参考值,ERA5和MERRA-2再分析资料计算的Tm的年均bias分别为0.41 K和0.10 K,年均RMSE分别为1.26 K和1.34 K。2）2种资料计算的Tm的bias和RMSE具有相似的时空变化特性,时间上总体表现为夏季精度高、冬季精度稍低,但ERA5再分析资料计算的Tm的bias在全年均表现为正值,而MERRA-2再分析资料计算的Tm的bias在夏季表现为负值,其余时间表现为正值;在空间上,2种资料计算的Tm的bias和RMSE在高程上无明显变化特性,但在纬度上RMSE均表现出随纬度增加而逐渐变大的趋势,总体保持在2.5 K以内。     

顾及时变递减因子的中国大陆地区大气可降水量垂直改正模型

大气可降水量(PWV)在研究全球气候变化和数值天气预报中扮演着关键角色.然而,目前PWV的垂直改正主要依靠简单的经验改正模型,在一定程度上限制了多源水汽产品的高精度融合及不同水汽产品相互比较的可靠性.本文针对中国地区地形起伏大、气候多变等特点,利用2012—2017年欧洲中期天气预报中心提供的ERA 5再分析资料,按全国、地理分区方法分别构建了顾及时变递减因子的中国大陆地区PWV垂直改正模型(简称为C-PWVC1模型和C-PWVC2模型).以2017年中国地区86个探空站数据为参考值,分别将ERA 5和MERRA-2再分析资料格网数据插值到探空站来对新建立的模型进行精度评估.结果表明:①C-PWV C1和C-PWV C2模型在PWV垂直改正中的性能相当;②C-PWV C模型相比于未顾及垂直改正的情况,对ERA5和MERRA-2的修正精度(RMS值)整体分别提高了16％ 和8％,与常用的PWV垂直改正模型相比,对ERA5改善不够显著,而对MERRA-2则提高了12％;③C-PWV C模型在两种PWV高差较大时,表现出显著的优势,对MERRA-2的改正效果比ERA5更明显;④C-PWVC模型在不同空间分辨率的ERA5上,相比于常用的PWV垂直改正模型具有更好的插值精度和稳定性,尤其在中国南部和西部地区表现出显著的优势.因此,C-PWVC模型在中国大陆地区有较好的PWV垂直改正性能,可为中国区域的多源水汽产品比较、融合提供重要应用.     

Matlab在GPS高程转换中的应用

在介绍GPS点正常高常用求解方法的基础上,研究用Matlab进行GPS高程转换的方法,它具有程序编制简便、转换结果可靠的特点。     

动态映射函数对GPS基线解算质量的影响

介绍尼尔映射函数(NMF)、维也纳映射函数(VMF1)和全球映射函数(GMF)3种常用映射函数,讨论评估GPS基线质量的2个指标--基线重复性和平均值的标准偏差。根据中国境内IGS站的观测数据,基于GAMIT软件的数据处理结果,研究3种映射函数对GPS基线重复性和平均值标准偏差的影响。结果表明,在进行GPS基线处理时,动态映射函数的解算精度比经验映射函数要高,其中VMF1模型在解算基线重复性时结果更好,而GMF模型在计算平均值的标准偏差时效果更佳。