[發明專利]一種利用氣象資料計算局部天頂對流層濕延遲的新方法

有效

• 申請號: 201810476932.1
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108920414B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 孫中苗;范昊鵬;翟振和;馮進凱
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍61540部隊
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 呂湘連

1.一種利用氣象資料計算局部天頂對流層濕延遲的新方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：計算待求時日的垂直剖面氣溫值：

設當前年份為year₀，當前時日t，待求地區大地高為h₀，此時地表溫度為在以往N年的氣溫資料中，搜尋各年份中地表溫度與最接近的時日記為t'，t'對應的垂直剖面溫度平均值代表當前年積日時的垂直剖面溫度值，即

其中表示該地區上空高度為l、year₀年、t時的氣溫；表示i年前地表溫度與最接近的時日，即t'時，高度為l處的氣溫值，i＝1,2,···,N；由此可得待求時日的垂直剖面氣溫值；

步驟二：構建水汽壓衰減模型并計算待求時日的垂直剖面水汽壓：

利用待求地區歷史水汽壓資料統計待求時日前N年，0～H₁、H₁～H₂、H₂～H₃高度范圍的水汽壓梯度平均值；設以上三個高度范圍對應的水汽壓梯度平均值之比為K₁:K₂:1，其中K₁或K₂利用0～H₁或H₁～H₂高度區間的水汽壓梯度平均值除以H₂～H₃高度區間的水汽壓梯度平均值得到，從而建立該地區的水汽壓衰減模型如下：

式中K₀根據下式計算：

公式(2)中表示當年時間為t、高度為l處的水汽壓；表示當年時間為t時的地表水汽壓，h₀表示待求地區大地高；

步驟三：計算平均加權溫度：

按照下式并結合步驟一、二計算得到的垂直剖面氣溫、水汽壓值計算加權平均溫度：

式中表示當年t時的加權平均溫度；

步驟四：計算水汽直減因子：

首先利用歷史氣象資料計算以往N年的水汽直減因子真值：

式中，為year₀-i年，即i年前、t時的水汽直減因子；R、g_m、k₂'、k₃均為常數，分別取值8.3143J/K/mol、9.80665m/s²、16.52K/hPa、377600K²/hPa；表示year₀-i年、t時的地表水汽壓；表示year₀-i年、t時的加權平均溫度，根據(4)式求得；表示year₀-i年、t時的對流層濕分量延遲值，具體可由下式計算：

式中表示year₀-i年、大地高為l、時間為t時，天頂方向大氣濕分量折射率，Z_w^-1表示水汽可壓縮因子，由(8)式求出：

求得后，對其求平均，如(9)式，為平均后結果：

隨后對平均值進行低通濾波，如(10)式：

式中為濾波后結果，以此代表當年t時的水汽直減因子值；W為濾波窗口；Δt為采樣間隔；當t+i·Δt大于一年當中時間最大值時，將t+i·Δt值減去Y/Δt，Y＝365天；

步驟五：計算當日對流層濕延遲：

按照公式(11)，即AskneNordius公式，代入所述的加權平均溫度和水汽直減因子值并結合地表水汽壓即可得到對流層濕延遲值：

式中表示當年t時的對流層濕延遲值。

2.一種如權利要求1所述的利用氣象資料計算局部天頂對流層濕延遲的新方法，其特征在于，所述步驟四中，濾波窗口W設為100。

3.一種如權利要求1所述的利用氣象資料計算局部天頂對流層濕延遲的新方法，其特征在于，所述步驟四中，采樣間隔Δt設為6小時。