內(nèi)容簡介:　　2006年上海市氣象局成立了上海市衛(wèi)星遙感和測量應(yīng)用中心，成為GPS氣象學(xué)研究和應(yīng)用的專業(yè)機構(gòu)。2006年底我們又開始進(jìn)行了空基GPS反演資料的應(yīng)用研究。多年來，我們和國內(nèi)外同行保持著學(xué)術(shù)交流，跟蹤國際GPS氣象學(xué)的最新動態(tài)。我們在編著本書時，除了綜合介紹國內(nèi)外同行的研究成果外，著重介紹了我們自己在地基GPS網(wǎng)的建設(shè)和維護經(jīng)驗以及在GPS氣象學(xué)應(yīng)用研究方面的工作成果和著作，力求使本書的內(nèi)容適合我國的實際情況，達(dá)到易懂實用的目標(biāo)，既能滿足氣象部門人員的需求，也能適用于學(xué)校的教學(xué)。

目錄:前言
第1章 GPS系統(tǒng)和定位原理
1.1 引言
1.2 GPS系統(tǒng)
1.2.1 GPS系統(tǒng)的組成
1.2.2 GPS衛(wèi)星信號
1.2.3 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)GNSS
1.3 GPS衛(wèi)星定位的基本原理
1.3.1 測距碼偽距法定位
1.3.2 載波相位法定位
1.3.3 載波相位測量差分法
參考文獻(xiàn)
第2章 地基GPS氣象學(xué)原理
2.1 引言
2.2 大氣對GPS信號傳播的影響
2.3 大氣延遲，天頂延遲和地圖函數(shù)
2.4 大氣天頂延遲和可降水量的計算
2.4.1 用雙頻法消除電離層的延遲
2.4.2 天頂靜力延遲的計算
2.4.3 天頂濕延遲和可降水量
2.5 地基GPS氣象學(xué)的發(fā)展
2.5.1 國際地基GPS氣象學(xué)的發(fā)展
2.5.2 我國地基GPS氣象學(xué)的發(fā)展
2.5.3 GPS氣象學(xué)的發(fā)展前景
參考文獻(xiàn)
第3章 GPS氣象網(wǎng)的建設(shè)、運行和維護
3.1 GPS氣象網(wǎng)的基本組成
3.2 GPS氣象網(wǎng)的站點布局
3.3 GPS基準(zhǔn)站的建設(shè)
3.3.1 基準(zhǔn)站設(shè)備
3.3.2 GPS基準(zhǔn)站的站址和環(huán)境選擇
3.3.3 基建
3.3.4 設(shè)備安裝
3.3.5 接收機設(shè)置
3.3.6 設(shè)備安裝建檔
3.4 GPS和氣象觀測數(shù)據(jù)的采集
3.5 GPS資料的解算
3.6 GPS氣象應(yīng)用產(chǎn)品的生成
3.7 GPS氣象網(wǎng)的運行維護
參考文獻(xiàn)
第4章 地基GPS氣象網(wǎng)的資料解算
4.1 引言
4.2 實時解算軟件（以GAMIT軟件為例）
4.2.1 GPS數(shù)據(jù)處理軟件
4.2.2 解算前的資料準(zhǔn)備
4.2.3 軟件參數(shù)設(shè)置
4.2.4 天頂總延遲量的計算（GAMIT的解算過程）
4.2.5 可降水量的計算
4.3 GAMIT解算軟件的下載和安裝
4.3.1 軟件下載
4.3.2 軟件安裝
參考文獻(xiàn)
第5章 地基GPS反演水汽結(jié)果的精度檢驗和誤差分析
5.1 檢驗工具和方法
5.1.1 檢驗工具
5.1.2 GPS/PWV與Radio/PWV、WVR/PWV的差別
5.1.3 檢驗方法
5.2 GPS/PwV的精度檢驗
5.2.1 中國長江三角洲GPS網(wǎng)的GPS/PWV精度檢驗（GPS與探空比較）
5.2.2 美國中部GPS網(wǎng)準(zhǔn)實時的PwV的檢驗（GPS與探空、水汽輻射儀比較）
5.2.3 水汽梯度對GPS/PWV計算精度的影響（GPS與水汽輻射儀比較）
5.2.4 GPS/PWV誤差的日變化
5.3 GPS/PwV的誤差源分析
5.3.1 對流層總延遲量的觀測誤差
5.3.2 靜力延遲量估算誤差
5.3.3 GPS/PWV的反演誤差
參考文獻(xiàn)
第6章 GPS氣象工作站的產(chǎn)品和應(yīng)用
6.1 用于實時監(jiān)測和預(yù)報的產(chǎn)品
6.1.1 單站PWV的7天時序圖和1天時序圖
6.1.2 PWV的分布圖和動畫顯示
6.1.3 PWV的梯度圖
6.1.4 PWV的3小時變化圖
6.1.5 與其他天氣資料圖的疊加顯示
6.1.6 PWV層析資料和產(chǎn)品
6.2 整編后的歷史資料和產(chǎn)品
6.2.1 整編后的歷史資料
6.2.2 單站月PWV和小時雨量時序圖
6.3 電離層電子含量的產(chǎn)品
第7章 GPS/PWV資料在氣候分析中的應(yīng)用
7.1 長江三角洲地區(qū)的水汽在時間變化上的氣候分析
7.1.1 年間變化
7.1.2 季節(jié)變化
7.1.3 月內(nèi)變化
7.1.4 日變化
7.2 長江三角洲地區(qū)的水汽在空間分布上的氣候分析
7.3 利用PWV資料診斷長江三角洲地區(qū)入梅的方法
7.3.1 利用GPS/PWV資料診斷入梅日期的方法
7.3.2 歷史資料的驗證
7.3.3 在診斷2006年入梅的應(yīng)用
參考文獻(xiàn)
第8章 GPS/PWV資料在天氣預(yù)報和分析中的應(yīng)用
8.1 利用單站GPS/PwV的閾值預(yù)報降水過程的方法
8.1.1 GPS/PWV的預(yù)報閾值的選擇
8.1.2 預(yù)報檢驗和PWV閾值的調(diào)整
8.1.3 預(yù)報時效
8.1.4 兩個降水過程的預(yù)報個例
8.2 利用GPS/PWV資料分析臺風(fēng)期間大氣中水汽的變化
8.2.1 1998年臺風(fēng)Zeb影響期間的水汽的變化
8.2.2 2002年臺風(fēng)Ramasun影響華東期間PWV演變分析
8.3 GPS/PwV資料在暴雨等強對流天氣過程分析和預(yù)報中的應(yīng)用
8.3.1 2008年8月25日上海地區(qū)特大暴雨的個例
8.3.2 2002年8月24日長江三角洲地區(qū)的一次颮線天氣過程
8.3.3 PWV變化圖對暴雨預(yù)報的指示作用
參考文獻(xiàn)
第9章 GPS資料在數(shù)值天氣預(yù)報模式中的資料同化
9.1 引言
9.2 GPS資料同化技術(shù)簡介
9.2.1 資料同化的基本原理
9.2.2 WRF/3DVAR同化系統(tǒng)介紹
9.2.3 WRF/3DVAR系統(tǒng)中GPS同化資料輸入/輸出格式說明
9.3 GPS/PWV資料同化研究實例
9.3.1 利用GPS/PWV資料調(diào)整數(shù)值模式初始場的研究
9.3.2 GPS/PWV資料同化改進(jìn)降水預(yù)報的個例試驗
9.3.3 GPS/PWV資料變分同化改進(jìn)降水預(yù)報的連續(xù)試驗
9.4 GPS觀測延遲量資料的同化試驗
9.4.1 天頂總延遲GPS/ZTD資料的同化試驗
9.4.2 天頂濕延遲GPS/ZWD資料的同化試驗
9.4.3 斜路徑濕延遲GPS/SWD資料的同化試驗
參考文獻(xiàn)
第10章GPS信號斜路徑方向可降水量的計算和層析技術(shù)
10.1 引言
10.2 斜路徑大氣濕延遲量和可降水量的計算方法
10.2.1 斜路徑大氣濕延遲量SWD的求解
10.2.2 斜路徑可降水量SWV的求解
10.2.3 斜路徑可降水量SWV的實驗驗證
10.2.4 斜路徑大氣可降水量SWV的氣象應(yīng)用
10.3 三維層析技術(shù)
10.3.1 層析原理
10.3.2 層析方程組的解法
10.3.3 網(wǎng)格劃分
10.3.4 水汽三維層析初步結(jié)果及檢驗
10.3.5 水汽三維層析的產(chǎn)品和應(yīng)用
參考文獻(xiàn)
第11章 地基GPS技術(shù)探測電離層的原理和電離層資料同化
11.1 電離層探測技術(shù)及研究內(nèi)容
11.2 國內(nèi)外在地基GPS電離層探測和應(yīng)用方面的進(jìn)展
11.3 地基GPS技術(shù)探測電離層的基本原理
11.3.1 電離層折射率指數(shù)
11.3.2 電離層傳播延遲
11.3.3 天頂方向總電子含量VTEC
11.3.4 單層模型
11.4 電離層電子總量TEC的計算流程和產(chǎn)品
11.4.1 計算流程
11.4.2 GPS/TEC計算的產(chǎn)品
11.5 全球電離層同化模型研究
11.5.1 全球電離層同化研究的歷史和背景
11.5.2 USC/JPL的GAIM系統(tǒng)
11.5.3 正演模型
11.5.4 四維變分同化
11.5.5 遞推估計方法
11.5.6 GAIM N化結(jié)果的驗證
11.5.7 小結(jié)和展望
參考文獻(xiàn)
第12章 GPS反射信號新技術(shù)的應(yīng)用
12.1 引言
12.2 GNSS-R海浪探測技術(shù)
12.2.1 地基反演有效浪高的GNSS接收機的技術(shù)要求
12.2.2 實驗設(shè)備、安排
12.2.3 數(shù)據(jù)分析及產(chǎn)品
12.2.4 實驗基本原理及反演方法
12.3 GNSS-R信號反演土壤濕度的技術(shù)
12.3.1 干涉復(fù)合場
12.3.2 Oceanpal土壤濕度反演的基本原理
12.3.3 土壤濕度反演的約束條件
12.3.4 系統(tǒng)噪聲
12.3.5 實驗及其結(jié)果
12.4 有待考慮的問題
參考文獻(xiàn)
第13章 空基GPS氣象學(xué)的基本原理
13.1 空基GPS氣象學(xué)的發(fā)展歷史
13.2 GPS掩星技術(shù)反演電離層的原理
13.3 GPS掩星技術(shù)反演中性大氣的原理
13.3.1 總折射角的計算
13.3.2 折射率廓線的反演
13.3.3 從折射率廓線導(dǎo)出大氣參數(shù)廓線
13.4 GPS掩星技術(shù)反演中性大氣的特點
13.5 GPS掩星反演的折射率的一維變分同化方法
13.6 GPS掩星反演技術(shù)中存在的問題和改進(jìn)
13.6.1 低層大氣多路徑效應(yīng)
13.6.2 超折射效應(yīng)
參考文獻(xiàn)
第14章 空基GPS氣象學(xué)的試驗計劃和資料處理
14.1 空基GPS氣象學(xué)的試驗計劃的進(jìn)展
14.1.1 GPS/MET實驗衛(wèi)星MicroLabl
14.1.2 φrsted和Sunsat計劃
14.1.3 SAC-C計劃和CHAMP計劃
14.2 COSMIC系統(tǒng)
14.3 COSMIC資料的介紹
14.4 COSMIC資料的下載和解碼
14.4.1 從COSMIC網(wǎng)頁直接查看和下載
14.4.2 編程下載資料文件
14.4.3 COSMIC資料的解碼
14.5 COSMIC的wetPrf和brfPrf資料的解碼范例
14.5.1 wetPrf資料解碼范例
14.5.2 bfrPrf資料解碼范例
參考文獻(xiàn)
第15章 COSMIC資料的檢驗和應(yīng)用
15.1 COSMIc資料的精度和有關(guān)特性的檢驗
15.1.1 總體精度檢驗方法
15.1.2 COSMIC資料精度的檢驗結(jié)果
15.1.3 結(jié)論
15.2 COSMIC資料在實時天氣資料分析中的應(yīng)用
15.3 COSMIC資料在臺風(fēng)熱力結(jié)構(gòu)的分析中的應(yīng)用
15.3.1 資料收集和處理
15.3.2 臺風(fēng)范圍內(nèi)大氣各熱力要素的特征分析
15.4 COSMIC資料探測大氣邊界層的應(yīng)用
15.4.1 大氣邊界層
15.4.2 掩星觀測自動監(jiān)測大氣邊界層高度算法
15.4.3 大氣邊界層高度在時間和空間上的結(jié)構(gòu)和變化
15.5 COSMIC資料在數(shù)值預(yù)報模式中的資料同化
15.5.1 COSMIC資料同化的數(shù)據(jù)處理
15.5.2 COSMIC資料同化的試驗個例
參考文獻(xiàn)