(34.226.244.70) 您好!臺灣時間:2020/02/27 07:52
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果

詳目顯示:::

我願授權國圖
本論文永久網址: 
line
研究生:曾珮莉
研究生(外文):Pe-Lie Tzeng
論文名稱:近即時GPS觀測可降水技術之研究
指導教授:劉說安劉說安引用關係
指導教授(外文):Yuei-An Liou
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:太空科學研究所
學門:自然科學學門
學類:天文及太空科學學類
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:106
中文關鍵詞:全球定位系統近即時可降水
外文關鍵詞:near real-timeGPSprincipitable water
相關次數:
  • 被引用被引用:6
  • 點閱點閱:144
  • 評分評分:系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔
  • 下載下載:17
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
摘 要
大氣層由許多氣體組成,水氣是其中之一,雖然大氣中水氣含量很少,變化卻很大,水氣分子含大量潛熱,在相位變化時會轉換大氣能量,因而改變大氣垂直的穩定度,故大氣中水氣含量雖只佔地表所有水分的0.001%,卻影響著許多天氣現象,如降雨或颱風等的形成和演變,因此,若能夠在最短的時間內獲得大氣中水氣含量的資訊,對於氣候狀態的分析及氣象預報有極大的幫助。
各種相關研究顯示,應用GPS訊號估計大氣可降水量的技術已經十分成熟可靠,因GPS衛星測量不受天候及晝夜的影響,在測量大氣水氣上更具優勢。本文利用瑞士伯恩(Berne)大學發展之Bernese 4.2 軟體處理地面接收的GPS衛星資料,求解對流層大氣總遲延量,求解時,參考站和待測站間的距離必須在500~2000公里以上,才能求得絕對的對流層遲延參數,而國內GPS站與站間的距離過短,通常需要加入國外GPS站當作參考值,故本文希望克服基線過短的問題,只利用國內GPS站來進行短基線求解,建立近即時GPS觀測可降水量技術。
本文研究工作的重點,是以合歡山為參考站,利用長基線求解出的大氣可降水量資訊,應用統計方法發展適合的參考站可降水模式,建立一個合歡山的絕對參考值,結合短基線求解之相較於合歡山的相對大氣遲延量,即為待求站的大氣總遲延量。另外,可降水和大氣濕遲延間的轉換因子Π約為0.16,其會隨著季節、位置與氣候的不同有差異,因此利用探空氣球資訊建立一個適用台灣的P值公式。最後,利用國內11個GPS接收站來驗證所開發的技術。
本文中因Bernese 4.2 軟體,對國內GPS站進行短基線求解的方法分成兩種,因此本文最後會探討兩種方法在預估可降水量的差異。總結來看,兩者在經過模式修正後,大氣總遲延量都有更趨近GPS長基線求解的結果,估計可降水含量的誤差僅2mm左右。未來我們將利用更多的觀測資料,促使近即時GPS觀測可降水量技術更完善,裨益氣象預報之改進。
目 錄
摘 要 I
目 錄 III
圖目錄 V
表目錄 IX
第一章 前言 1
1-1 研究動機與目的 1
1-2 文獻回顧 1
1-3 論文章節概述 3
第二章 理論基礎 4
2-1 電波傳遞路徑的影響 4
2-1.1 大氣簡介 4
2-1.2 訊號與遲延量 5
2-1.3 中性大氣遲延 6
2-1.4 地面氣象模式 10
2-2 溼遲延與可降水的關係 14
2-3 全球定位系統GPS簡介 16
2-3.1 GPS衛星架構 16
2-3.2 觀測方程式 17
2-3.3 對流層遲延量求解 21
第三章 資料處理與工作流程 25
3-1 資料來源與儀器介紹 25
3-1.1 GPS資料 25
3-1.2 地面氣象資料 28
3-1.3 探空氣球 29
3-1.4 軟體部份 29
3-2 工作流程 31
3-2.1 合歡山可降水模式之研究 32
3-2.2 加權平均溫度Tm及Π值的求解 33
第四章 模式的建立與應用 38
4-1可降水和大氣壓力的關係 39
4-2 模式建立與成果 45
第五章 成果與分析 58
5-1即時求解大氣可降水量模式 58
5-2 模式修正後成果比較 61
5-3預估星曆 81
第六章 結論與未來展望 90
6-1 模式成果 90
6-2 未來展望 91
參考文獻: 92
參考文獻:

[1] 劉說安、楊名,『GPS估計可降水量,WVR約束法』,大氣科學,
1999。

[2] 鄧諭敦,『利用GPS估算可降水量』,碩士論文,國立中央大學太
空科學研究所,中壢,1999。

[3] 王傳盛,『應用WVR及探空氣球資料於高精度GPS高程之研究』,碩士論文,國立交通大學,土木工程研究所,2000。
[4] Askne, J., and H. Nordius, Estimation of tropospheric delay for microwaves form surface weather data, Radio Sci.,22, 376-386,1987.

[5] Baby, H.B., P. Gole,and J. Lavergnat, A model for the tropospheric excess path length of radio waves form surface meteorological measurements, Radio Sci.,22, 376-386, 1987

[6] Bevis ,M, S. Businger, T. A. Herring, C. Rocken, R.A. Anthes, and R.H. Ware, GPS meteorology: Remote sensing of atmospheric water vapor using the global positioning system. J. Geophys. Res., 97, 15, 784-801,1992.

[7] Bevis ,M, S. Businger, T. A. Herring, C. Rocken, R.A. Anthes, and R.H. Ware, GPS meteorology: Mapping zenith net delays onto principitable water, Journal Application Meteorology, 33, 379-386,1994.

[8] Basili P., Bonafoni S., Mattioli V., Ciotti P. and d'Auria G., Monitoring atmospheric water vapour using GPS measurements during precipitation events, Proc. of IEEE/IGARSS 2002, CD, Toronto, Canada, 24-28, 2002.

[9] Combrink A.Z.A., Combrinck W.L. and Moraal H., Near real-time detection of atmospheric water vapor using the SADC GPS network, South African Joumal of Science 100,2004

[10] Davis, J.L., T.A. Herring, I.I. Shapiro, A.E.E.Rogers, and G. Elgered, Geodesy by radio interferometry: effects of atmospheric modeling errors on estimates of baseline length, Radio Sci.,20,1593-1607, 1985

[11] Duan J., GPS meteorology: Direct estimation of the absolute precipitable water, J. Appl. Meteor., 35, 830-838, 1996.

[12] Evnevich T.V. and Dmitriev A.A., Empiric formulas for estimation of total content of moisture in the atmosphere above Moscow, Radiation regime and precipitation in Moscow, 2, Moscow University Publishing, pp. 277-285,1967

[13] Elgered, G., J. L. Davis, T. A. Herring, and I. I. Shapiro, Geodesy by radio interferometery: Water vapor radiometry for estimation of the wet delay. J. Geophys. Res., 96, 6541-6555, 1991.

[14] Hann J., Lehrbuch der Meteorologie, Auflage 2, Leipaig, p.171, 1906

[15] Humphreys W., The amount and Vertical distribution of water vapor on clear days. Bulletin of the Mont-Weather observatory, 4,121-128, 1912

[16] Hann J., Lehrbuch der Meteorologie, Auflage 2, Leipaig, 240-246, 1926

[17] Houghton J.T. (ed.), The global climate, Cambridge University, 277 pp, 1984

[18] Hofmann-Wellenhof B., Lichtenegger H. Collins J, Global Positioning System Theory and Practice. Springer, Wien New York., 1997

[19] Kambezidis H.D., Founda D.H. and Papanikolau N.S.,Link and Unsworth-Monteith turbidity parameters in Athens, Q.J.R. Meteorol. Soc., 119, 367-374

[20] Kuyrzynska K., Gabryszewska A., Atmospheric Water Vapor Content Determined from Zenith Delay Assuming A Local Model of Troposphere, Phys. Chem. Earth(A) Vol. 26, NO. 3,pp. 159-163,2001

[21] Leckner B., The spectral distribution of solar radiation at the earth surface - elements of a model. Solar energy 20(2), 143-150, 1978

[22] Leick A., GPS satellite surveying, 3nd edn. Wiley, New York Chichester. Brisbane Toronto Singapore.,1995.

[23] Liou, Y. A., C. Y. Huang, and Y. T. Teng, Precipitable water observed by ground-based GPS receivers and microwave radiometry, Earth, Planets, and Space, 52, 6, 445-450, 2000.

[24] Liou, Y. A., and C. Y. Huang, GPS observation of PW during the passage of a typhoon, Earth, Planets and Space, 52, 10, 709-712, 2000.
[25] Liou, Y. A., Y. T. Teng, T. Van Hove, and J. Liljegren, Comparison of precipitable water observations in the near tropics by GPS, microwave radiometer, and radiosondes. J. Appl. Meteor, 40, 1, 5-15, 2001.

[26] Marel* H. and The COST-716 Team,COST-716 demonstration project for the near real-time estimation of integrated water vapor from GPS, Phys. Chem. Earth 29,187-199,2004

[27] Owens J. S.: Optical refractive index of air , Dependence on pressure, temperature, and composition, 6, 51-59., 1967

[28] Okulov, O., Ohvril, H. & Kivi, R. Atmospheric precipitable water in Estonia, 1990–2001, Boreal Env. Res. 7, 291–300. ISSN 1239-6095, 2002

[29] Reitan V. H., Surface dew point and water vapor aloft, J. Appl. Meteor., 2, 776-779

[30] Rocken C., Sensing atmospheric water vapor with the Global Positioning System, Geo. Res. Let., 20, 2, 631-634, 1993.

[31]Sivkov S.I.,[Methods to computer solar radiation characteristics]. Gidrometeorologicheskoye izdatelstvo, Leningrad, 232 pp. [In Russian]

[32] Smith E. K. and Weintraub S., The constants in the equations for atmospheric refractive index frequence, Proc IEEE, 41, 1035-10.37 , 1953

[33] Saastamoinen II , Contribution to the theory of atmospheric refraction. Bulletin Geodesique, 107, 13-34., 1973

[34] Thayer D., An improved equation for the radio refractive index of air. Radio Sci., 9, 803-807, 1974

[35] Tealli D. M. and Lichten S. M., Stochastic estimation of tropospheric path delays in Global Positioning System geodetic measurements, Bull Geod., 64 127-159, 1990

[36] Tregoning, P.,R. Boers, D. O’Brien, and M. Hendy. Accuracy of absolute precipitable water vapor estimates from GPS observations.
J. Geophys. Res., 103, 28, 701-28, 710, 1998
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
系統版面圖檔 系統版面圖檔