【技术实现步骤摘要】
本申请涉及气象监测，尤其涉及一种水汽动态预测方法，可实现该方法的水汽动态预测系统及计算机可读存储介质。
技术介绍
1、水汽是地球大气中的微量气体，在大气中所占比例很小，仅0.1％～3％，却是大气中最活跃的组分，水汽相比于其他微量气体更具有重要性。天气现象大多是大气水汽变化的结果，水汽在相变过程中吸收和释放大量潜热，直接影响地面和空气温度，进而影响大气垂直稳定度和对流天气系统的形成。大气水汽的三维分布、水汽垂直输送和相变是制约中尺度天气系统发展的动力机制之一。
2、经过几十年的发展，全球导航卫星定位系统已逐渐成为水汽探测的一种重要手段，全球导航卫星定位系统(global navigation satellite system，缩写为gnss)信号在穿越对流层时，会产生一定的延迟，利用该延迟量可以反演大气的重要参数——大气可降水量(precipitable water vapor，缩写为pwv)。由于具有成本低、时空分辨率高、无需校准和可全天候工作等优点，在科学研究和气象业务中得到广泛应用。利用gnss获得高精度的连续的对流层天顶延迟(zenith tropospheric delay，缩写为ztd)对于大气科学、地球科学、数值天气预报等都是非常重要的。目前探空观测是获取对流层天顶延迟比较好的方法，但存在很大局限性：相邻观测间隔时间过长，气象监测站分布过稀，在海洋和山区上空甚至没有观测资料，无法预测水汽的变化趋势，而这种变化趋势往往具有更大的价值。
技术实现思路
1、为解决
2、多台规模组网测地型卫星信号接收装置分别接收第一时刻和第二时刻的卫星信号；
3、所述多台测地型卫星信号接收装置根据所述卫星信号和观测数据分别计算所述第一时刻和所述第二时刻的第一水汽信息及第一位置信息，并通过通信网络将所述第一水汽信息和所述第一位置信息传输至数据处理中心；
4、所述数据处理中心根据所述第一时刻和所述第二时刻的所述第一水汽信息分别得到所述第一时刻和所述第二时刻对应的第二水汽信息，输出水汽变化的预测路径。
5、在一些可能的实现方式中，所述测地型卫星信号接收装置包括参考站、全球导航卫星接收机和内置了卫星信号接收模块的移动终端。
6、在一些可能的实现方式中，所述卫星信号包括卫星掩码、卫星星历、卫星轨道改正数、码间偏差、卫星钟差改正数和用户测距精度信息。
7、在一些可能的实现方式中，所述第一水汽信息包括所述测地型卫星信号接收装置处的天顶湿延迟信息，所述第一位置信息包括所述测地型卫星信号接收装置的实时测量位置，所述第二水汽信息包括所述测地型卫星信号接收装置处的降水量信息。
8、在一些可能的实现方式中，所述多台测地型卫星信号接收装置分别接收第一时刻和第二时刻的卫星信号包括多台测地型卫星信号接收装置连续接收t1时刻、t2时刻至tn时刻的卫星信号。
9、在一些可能的实现方式中，所述多台测地型卫星信号接收装置根据所述卫星信号分别计算所述第一时刻和所述第二时刻的第一水汽信息及第一位置信息，并通过通信网络将所述第一水汽信息和所述第一位置信息传输至数据处理中心之后还包括：所述数据处理中心选取至少三台在同一时刻所述第一位置信息不位于空间内任一直线上的测地型卫星信号接收装置。
10、在一些可能的实现方式中，所述多台测地型卫星信号接收装置根据所述卫星信号分别计算所述第一时刻和所述第二时刻的第一水汽信息及第一位置信息，并通过通信网络将所述第一水汽信息和所述第一位置信息传输至数据处理中心之后还包括：所述数据处理中心将所述第一位置信息存储在第一存储器中，将所述第一水汽信息存储在第二存储器中。
11、在一些可能的实现方式中，所述测地型卫星信号接收装置计算所述天顶湿延迟信息的表达式为：
12、zwd＝ztd-zhd (1)
13、其中，ztd为天顶总延迟，zhd是天顶干延迟，zwd表示天顶湿延迟。
14、在一些可能的实现方式中，所述天顶总延迟采用精密单点定位方法进行估算。
15、在一些可能的实现方式中，所述天顶干延迟采用如下模型进行估算；
16、
17、其中，ts为气温，ps为气压，es为水汽分压，e为测地型卫星信号接收装置高度角，a＝1.16-0.15×10-3hs+0.716×10-8hs2，hs为测地型卫星信号接收装置的高程。
18、在一些可能的实现方式中，所述数据处理中心得到所述第二水汽信息建立的模型如下：
19、pwv＝π·zwd (3)
20、其中，π为水汽转换系数；
21、
22、其中，rv＝461.195j·kg-1k-1为水汽的比气体常数，k3和k′2为物理常数，k′2＝22k·hpa-1，k3＝3.739×105k·hpa-1，tm为大气加权平均温度。
23、在一些可能的实现方式中，所述大气加权平均温度采用如下模型进行估算：
24、tm＝a+bts (5)
25、其中，ts表示测地型卫星信号接收装置处的地表温度。
26、本申请实施例还提供了一种水汽动态预测方法，包括以下步骤：
27、多台规模组网测地型卫星信号接收装置分别接收第一时刻和第二时刻的卫星信号；
28、所述多台测地型卫星信号接收装置根据所述卫星信号和观测数据分别计算所述第一时刻和所述第二时刻的第一水汽信息及第一位置信息，并通过通信网络将所述第一水汽信息和所述第一位置信息传输至数据处理中心；
29、所述数据处理中心根据所述第一时刻和所述第二时刻的所述第一水汽信息和所述第一位置信息输出水汽变化的预测路径。
30、在一些可能的实现方式中，所述第一水汽信息包括所述测地型卫星信号接收装置处的降水量信息，所述第一位置信息包括所述测地型卫星信号接收装置的实时测量位置。
31、本申请实施例又提供了一种水汽动态预测系统，用于实现上述的水汽动态预测方法，包括：
32、多台测地型卫星信号接收装置，分别接收第一时刻和第二时刻的卫星信号，并根据所述卫星信号分别计算所述第一时刻和所述第二时刻的第一水汽信息及第一位置信息，并通过通信网络将所述第一水汽信息和所述第一位置信息传输至数据处理中心；
33、数据处理中心，根据所述第一时刻和所述第二时刻的所述第一水汽信息分别得到所述第一时刻和所述第二时刻对应的第二水汽信息，和/或输出水汽变化的预测路径。
34、在一些可能的实现方式中，所述数据处理中心还包括第一存储器和第二存储器，其中，所述第一位置信息存储在第一存储器中，所述第一水汽信息存储在第二存储器中。
35、本申请实施例另提供了一种测地型卫星信号接收装置，用于实现上述的水汽动态预测方法，包括：
36、射频天线，接收卫星信号；
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1.一种水汽动态预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的水汽动态预测方法，其特征在于：其中，所述测地型卫星信号接收装置包括参考站、全球导航卫星接收机和内置了卫星信号接收模块的移动终端。
3.根据权利要求1所述的水汽动态预测方法，其特征在于：所述卫星信号包括卫星掩码、卫星星历、卫星轨道改正数、码间偏差、卫星钟差改正数和用户测距精度信息。
4.根据权利要求1所述的水汽动态预测方法，其特征在于：其中，所述第一水汽信息包括所述测地型卫星信号接收装置处的天顶湿延迟信息，所述第一位置信息包括所述测地型卫星信号接收装置的实时测量位置，所述第二水汽信息包括所述测地型卫星信号接收装置处的降水量信息。
5.根据权利要求1所述的水汽动态预测方法，其特征在于：所述多台测地型卫星信号接收装置分别接收第一时刻和第二时刻的卫星信号包括多台测地型卫星信号接收装置连续接收t1时刻、t2时刻至tn时刻的卫星信号。
6.根据权利要求1所述的水汽动态预测方法，其特征在于：所述多台测地型卫星信号接收装置根据所述卫星信号分别计算所述第一时刻和
7.根据权利要求4任一项所述的水汽动态预测方法，其特征在于：所述测地型卫星信号接收装置计算所述天顶湿延迟信息的表达式为：
8.根据权利要求7所述的水汽动态预测方法，其特征在于：所述天顶总延迟采用精密单点定位方法进行估算。
9.根据权利要求8所述的水汽动态预测方法，其特征在于：所述天顶干延迟采用如下模型进行估算；
10.根据权利要求9所述的水汽动态预测方法，其特征在于：所述数据处理中心得到所述第二水汽信息建立的模型如下：
11.根据权利要求10所述的水汽动态预测方法，其特征在于：所述大气加权平均温度采用如下模型进行估算：
12.一种水汽动态预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
13.根据权利要求12所述的水汽动态预测方法，其特征在于：其中，所述第一水汽信息包括所述测地型卫星信号接收装置处的降水量信息，所述第一位置信息包括所述测地型卫星信号接收装置的实时测量位置。
14.一种水汽动态预测系统，用于实现如权利要求1-13任一项所述的水汽动态预测方法，其特征在于，包括：
15.根据权利要求14所述的水汽动态预测系统，其特征在于：所述数据处理中心还包括第一存储器和第二存储器，其中，所述第一位置信息存储在第一存储器中，所述第一水汽信息存储在第二存储器中。
16.一种测地型卫星信号接收装置，用于实现如权利要求1-13任一项所述的水汽动态预测方法，其特征在于，包括：
17.一种服务器，用于实现如权利要求1-13任一项所述的水汽动态预测方法，其特征在于，包括：
18.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有可执行指令，所述可执行指令被处理器执行时，实现如权利要求1-13任一项所述的水汽动态预测方法。
...【技术特征摘要】
1.一种水汽动态预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的水汽动态预测方法，其特征在于：其中，所述测地型卫星信号接收装置包括参考站、全球导航卫星接收机和内置了卫星信号接收模块的移动终端。
3.根据权利要求1所述的水汽动态预测方法，其特征在于：所述卫星信号包括卫星掩码、卫星星历、卫星轨道改正数、码间偏差、卫星钟差改正数和用户测距精度信息。
4.根据权利要求1所述的水汽动态预测方法，其特征在于：其中，所述第一水汽信息包括所述测地型卫星信号接收装置处的天顶湿延迟信息，所述第一位置信息包括所述测地型卫星信号接收装置的实时测量位置，所述第二水汽信息包括所述测地型卫星信号接收装置处的降水量信息。
5.根据权利要求1所述的水汽动态预测方法，其特征在于：所述多台测地型卫星信号接收装置分别接收第一时刻和第二时刻的卫星信号包括多台测地型卫星信号接收装置连续接收t1时刻、t2时刻至tn时刻的卫星信号。
6.根据权利要求1所述的水汽动态预测方法，其特征在于：所述多台测地型卫星信号接收装置根据所述卫星信号分别计算所述第一时刻和所述第二时刻的第一水汽信息及第一位置信息，并通过通信网络将所述第一水汽信息和所述第一位置信息传输至数据处理中心之后还包括：所述数据处理中心将所述第一位置信息存储在第一存储器中，将所述第一水汽信息存储在第二存储器中。
7.根据权利要求4任一项所述的水汽动态预测方法，其特征在于：所述测地型卫星信号接收装置计算所述天顶湿延迟信息的表达式为：
8.根据权利要求7所述的水汽动态预测...
【专利技术属性】
技术研发人员：王永泉，苑恒，王恒，
申请(专利权)人：上海司南卫星导航技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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