[发明专利]基于再分析数据和无线探空数据的加权平均温度计算方法有效

专利信息
申请号: 202010080355.1 申请日: 2020-02-05
公开(公告)号: CN111274707B 公开(公告)日: 2022-11-25
发明(设计)人: 胡伍生;王群;余倩;董彦峰;张志伟 申请(专利权)人: 东南大学
主分类号: G06F30/20 分类号: G06F30/20;G06F111/10;G06F119/08
代理公司: 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 代理人: 常虹
地址: 210096 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 基于 再分 数据 无线 加权 平均温度 计算 方法
【说明书】:

发明公开了一种基于再分析数据和无线探空数据的加权平均温度的计算方法,该方法利用探空站点的加权平均温度真值对根据EAR5数据建立的因子模型进行修正,建立了有探空站点的修正因子模型和区域整体的修正因子模型,可以计算无探空站点的加权平均温度。相比传统的只利用无线探空数据建立的模型,该方法提高了加权平均温度的时空分辨率和计算精度。

技术领域

本发明属于全球导航系统领域,特别是涉及一种基于再分析数据和无线探空数据的加权平均温度计算方法。

背景技术

水汽是大气的一种主要成分,目前主要是利用地基GNSS气象学反演大气中的气象参数从而计算测站天顶方向总的水汽含量(PWV)。PWV的计算精度主要依赖于GNSS数据计算天顶湿延迟(ZWD)的精度以及ZWD转换为PWV过程中转换系数Π的精度,而大气的加权平均温度Tm为计算转换系数Π的重要参数。因此天顶湿延迟转换为水汽的精度主要取决于Tm的精度。传统计算Tm的方法一般基于无线探空的观测数据建立加权平均温度模型,但无线探空资料的分辨率为12小时,其时空分辨率较低,其建立的模型也只在有探空资料的地方精度较高,对于探空资料难获取的地方则精度较低。

发明内容

发明目的:本发明旨在提供一种能够计算区域内加权平均温度的方法,相比传统的只利用无线探空数据建立的模型,提高了时空分辨率和计算精度。

技术方案:本发明采用如下技术方案:

基于再分析数据和无线探空数据的加权平均温度计算方法,包括:

S1:获取目标区域中每个探空站点的探空数据,所述探空数据包括:大气层分层中每一层的层顶水汽压和温度;计算每个探空站点的加权平均温度真值,第n个探空站点的加权平均温度真值Tm0,n为:

其中i=1,2,L,I,I为探空观测大气层数,ei,n、Ti,n、Vhi,n分别为第i层大气层层顶的水汽压、温度和厚度,N为目标区域内探空站点总数;

S2:获取每个探空站点的ERA5再分析数据,插值得到大气层中各层的温度TERA5j,n和水汽压eERA5j,n,以及地面的温度T0,n和水汽压e0,n;计算每个探空站点再分析数据加权平均温度TERA5,n

其j=1,2,L,J,J为插值得到的大气层层数;VhERA5j,n是插值后的第j层大气层的厚度;

S3:对每个探空站点建立地面温度与再分析数据加权平均温度之间的因子模型:

T′ERA5,n=a1,n+b1,nT0,n

其中a1,n为常系数,b1,n为地表温度系数;将S2计算得到的TERA5,n和地面的温度T0,n代入上式,拟合得到a1,n和b1,n的值;

S4:对每个探空站点建立加权平均温度真值与再分析数据加权平均温度之间的修正因子模型:

T′m0,n=c1,n+d1,nT′ERA5,n

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