[發明專利]一種基于北斗GPS聯合層析法的大氣水汽探測方法及系統

有效

• 申請號: 201310199743.1
• 申請日: 2013-05-24
• 公開（公告）號: CN103267970A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 劉軍;劉曙光;甘捷
• 申請（專利權）人: 重慶綠色智能技術研究院
• 主分類號: G01S19/14
• 分類號: G01S19/14;G01W1/00
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

1.一種基于北斗GPS聯合層析法的大氣水汽探測系統，其特征在于：包括多臺北斗/GPS接收機（1），星歷收集器（2），氣象資料收集器（3），延遲模塊（4），水汽含量處理模塊（5），數據處理計算中心模塊（6）和輸出單元（7）；

所述北斗/GPS接收機（1），用于采集北斗衛星的北斗衛星信號和GPS衛星的GPS衛星信號，并將北斗衛星信號和GPS衛星信號發送給延遲模塊（4）；

所述星歷收集器（2），用于獲取北斗衛星的北斗星歷信息及GPS衛星的GPS星歷信息，并將北斗星歷信息和GPS星歷信息發送給延遲模塊（4）；

所述氣象資料收集器（3），用于采集實時氣象測量數據，并將氣象測量數據發送給延遲模塊（4）；

所述延遲模塊（4），接收北斗衛星信號、GPS衛星信號、北斗星歷信息、GPS星歷信息和氣象測量數據，根據北斗星歷信息和GPS星歷信息辨別采集的每組衛星信號所屬的衛星；根據多臺接收機在某一時刻的所有路徑上接收到的北斗衛星信號和GPS衛星信號，分別對每條路徑上的北斗衛星信號和GPS衛星信號進行聯合解算，得到每條路徑上的大氣總延遲；利用每條路徑上的北斗衛星信號和GPS衛星信號計算每條路徑上的電離層延遲；利用氣象測量數據，分別計算每條路徑上的靜力學延遲；分別將某一時刻的每條路徑上的大氣總延遲減去電離層延遲和靜力學延遲，即可得到該路徑上的濕延遲；計算所有路徑上的濕延遲數據，將所有路徑上的濕延遲數據發送給水汽含量處理模塊（5）；

所述水汽含量處理模塊（5），接收所有路徑上的濕延遲數據，根據所有路徑上的濕延遲數據，分別計算每條路徑上的水汽含量，將每條路徑上的水汽含量發送給數據處理計算中心模塊（6）；

所述數據處理計算中心模塊（6），接收每條路徑上的水汽含量，添加水平約束條件和垂直約束條件，對水汽網格超定方程組求解，得到隨時間變化的三維大氣水汽模型，即四維大氣水汽模型，將四維大氣水汽模型發送給輸出單元；

所述輸出單元（7），接收四維大氣水汽模型，顯示四維大氣水汽模型。

2.根據權利要求7所述的基于北斗GPS聯合層析法的大氣水汽探測系統，其特征在于：所述延遲模塊（4）中采用大氣總延遲數學模型計算總延遲數據，所述大氣總延遲數學模型具體為：

ΔL=∫sc0dsc-L=∫n(s)ds-L=∫[n(s)-1]ds+(s-L)=∫[n(s)-1]ds=10-6∫N(s)ds=10-6∫(Nd+Nw+Ne)ds]]>

其中ΔL為大氣折射作用引起的北斗/GPS信號的總延遲；s是電磁波在大氣中的傳播路徑，L為衛星到接收機的幾何距離，c₀為電磁波在真空中的傳播速度，c代表電磁波在大氣中的傳播速度，n為折射率，N為電磁波折射率，N_d為靜力學延遲，N_w為濕延遲，N_e為電離層延遲。