赵乐文 任嘉倩 丁杨

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对流层和电离层是近地空间环境的重要组成部分,其中对流层是暴雨、冰雹等各种灾害性天气形成和演变的重要因子,而电离层扰动对无线电通信、定位与导航等有破坏性影响,因此对近地空间环境中对流层和电离层变化进行实时监测具有重要的意义[1]．作为全球导航卫星系统(GNSS)信号传播过程中的主要误差源,对流层和电离层对信号传播的影响机制存在较大差异．因此,通过适当的参数化建模策略可基于GNSS观测值实现高精度空间环境参数的反演．

地基GNSS解算中往往将天顶方向总对流层延迟(Zenith Total Delay,ZTD)分为由干空气引起的流体静力学延迟(Zenith Hydrostatic Delay,ZHD)和水汽造成的湿延迟(Zenith Wet Delay,ZWD)[2]．ZHD可以通过地面气压等气象元素利用经验模型来精确地估算得到,而从ZTD中剔除ZHD,并顾及对流层水平梯度的影响,即可得到ZWD．根据ZWD与大气可降水量(Precipitable Water Vapor,PWV)的函数关系进行转换即可探测大气水汽[3-5]．基于北斗二代系统和GPS水汽反演技术已相对成熟,2013年3月,气象部门首个地基北斗水汽探测网在湖北省开展建设．该项目利用中国自主北斗导航卫星系统开展地基水汽探测,获取高时间分辨率大气水汽资料．文献[6]比较了湖北省地基GNSS观测网中GPS和北斗信号探测大气水汽的结果,发现两个系统之间的系统误差为2～3.3 mm,均方根误差约2.5 mm,基于北斗信号探测的PWV略高于基于GPS信号的探测结果．文献[7]分析了上海市气象局建立的地基北斗站观测的数据,结果表明利用北斗卫星……