[发明专利]多因子约束下的NWP反演对流层延迟的残差改正方法

摘要

本发明公开了一种多因子约束下的NWP反演对流层延迟的残差改正方法，首先获取作业区域里所有连续运行参考站的连续一年的ZTD和该区域NWP提供的连续一年的再分析资料，利用积分法反演该区域上述连续运行参考站的ZTD，然后基于最小绝对残差法的多项式拟合法拟合NWP反演ZTD的残差，获取当前时刻的NWP预报资料和观测站的初始坐标，利用上述残差模型计算当前时刻改正后的NWP_ZTD的残差，利用当前时刻的NWP预报资料反演当前时刻的NWP_ZTD的初值，将上述NWP_ZTD的初值与改正后的NWP_ZTD的残差相加，即得到当前时刻精确的NWP_ZTD。本方法首次根据温度、湿度、位置等多因素与对流层残差的时间序列间的关系来建模，改正NWP反演的对流层延迟的残差提高对流层延迟的估计精度至亚厘米级。

主权项

1.多因子约束下的NWP反演对流层延迟的残差改正方法，其特征在于，包含以下具体步骤：第一步，获取作业区域里所有连续运行参考站的连续一年的ZTD，记做IGS_ZTD，并剔除粗差，该数据可在各省市连续运行参考站网中心网站获得；第二步，获取该区域NWP提供的连续一年的再分析资料，包括气压、温度、相对湿度及位势高度，该数据可由欧洲中尺度天气预报中心(ECMWF)再分析资料中ERA‑Interim产品的分层气象数据获得；第三步，利用积分法反演该区域上述连续运行参考站的ZTD，记做NWP_ZTD，采用分层积分法反演ZTD的计算公式为：上式中，ZTD_grid为格网点在测站所在高度上的格网点的ZTD值，H_IGS为参考站的高程，H_top为NWP资料顶层高度，N是大气折射率(无量纲)，N_i表示第i个积分区域范围内的大气折射率，△H_i是在第i个积分区域范围内的高度；其中大气折射率N的近似表达公式如下：上式中，k₁＝77.604K/mbar，k₂＝64.79K/mbar，k₃＝377600.0K²/mbar，P表示压强，e表示水汽压，单位均是mbar，N_try表示干性气体的折射率，N_wet表示湿性气体的折射率；第四步，在相对湿度、温度和位置的约束下，基于最小绝对残差法的多项式拟合法拟合NWP反演ZTD的残差：f(RH,T₀)＝p₀₀+p₁₀*RH+p₀₁*T₀+p₂₀*RH²+p₁₁*RH*T₀+p₀₂*T₀²+p₃₀*RH³          +p₂₁*RH²*T₀+p₁₂*RH*T₀²+p₀₃*T₀³+p₃₁*RH³*T₀          +p₂₂*RH²*T₀²+p₁₃*RH*T₀³+p₀₄*T₀⁴式中：RH代表相对湿度，单位为％；T₀代表温度，单位为℃；P₀₀、P₁₀、P₀₁、P₂₀、P₁₁、P₀₂、P₃₀、P₂₁、P₁₂、P₀₃、P₃₁、P₂₂、P₁₃、P₀₄是多项式的系数；f(RH,T₀)代表拟合的ZTD残差；第五步，获取当前时刻的NWP预报资料和观测站的初始坐标，利用上述残差模型计算当前时刻改正后的NWP_ZTD的残差；第六步，利用当前时刻的NWP预报资料，采用积分法反演当前时刻的NWP_ZTD的初值；第七步，将上述NWP_ZTD的初值与改正后的NWP_ZTD的残差相加，即可得到当前时刻精确的NWP_ZTD。