本发明涉及气象学，特别涉及一种基于台风响应的船载gnss水汽分析方法及系统。
背景技术：
：：1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的
背景技术：
：，并不必然构成现有技术。2、由于海洋环境复杂多变，对海洋水汽的探测主要采用星载微波遥感技术；然而，由于卫星的重访周期相对较长，单卫星观测的时间分辨率相对较低。gnss（globalnavigation satellite system，全球导航卫星系统）技术显示出从陆地扩展到海洋的潜力。许多学者在不同海域开展船载gnss pwv的试验活动。有研究人员采用基于浮标的gps接收器和气象传感器估算了沿海区域pwv（precipitable water vapor，大气可降水量），并与探空测量结果进行比较表明，均方根误差（rmse）为±1.5mm。有研究人员在赤道印度洋进行了为期两个月的航行，他们将gps pwv的估算结果与在实验期间从船上释放的300多个探空气球数据进行了比较，rmse为2.27mm。3、台风期间的水汽具有显著特征，有研究人员研究了2013年至2014年某地发生的三次台风事件中的大气水汽情况，研究结果表明，当台风接近目的地时，pwv增加，而当台风远离时则减少。有研究人员专注于通过观测gnss pwv来预测台风路径，成功地提前约5小时预测了台风的位置，平均偏差为14公里左右。有研究人员利用基于gps的pwv进行短期实时降水预测，然后在台风事件中应用了这种方法。4、发明人发现，常用于海洋水汽探测的星载微波遥感技术时间分辨率低，沿海地区频繁遭受台风的侵害，而台风期间的水汽具有明显的特征，但大多数研究局限于一个小区域，没有对大面积的海域进行整体分析，导致对因台风引起的水汽变化分析不足，无法准确的对台风引起的水汽变化进行准确的分析，例如专利号cn115857057a公开了一种基于gnsspwv降雨监测方法，其虽然进行了大气可降水量的计算，但是其主要应用于陆地环境，整个反演监测的范围较小，并不能有效的对环境较为恶劣的海上台风引起的水汽变化进行精准分析。技术实现思路1、为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于台风响应的船载gnss水汽分析方法及系统，实现了基于台风影响的水汽高精度分析，同时为分析台风期间的水汽变化需要考虑多重因素提供了参考。2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：3、第一方面，本发明提供了一种基于台风响应的船载gnss水汽分析方法。4、一种基于台风响应的船载gnss水汽分析方法，包括以下过程：5、利用船载gnss观测数据，得到船行驶过程中的船舶所在位置的天顶对流层延迟，然后结合船上搭载的气象仪，动态反演船在行驶过程中的大气可降水量，记为第一大气可降水量；6、得到船舶所在位置的天顶对流层延迟后，结合外部高精度再分析气象数据，反演得到船在行驶过程中的大气可降水量，记为第二大气可降水量，以第二大气可降水量对第一大气可降水量进行精度校核；7、当第二大气可降水量与第一大气可降水量的差值小于或者等于设定阈值时，判定第一大气可降水量满足精度要求，则以第一大气可降水量为最终可降水量；8、当第二大气可降水量与第一大气可降水量的差值大于设定阈值时，则连续采集并计算得到多个第二大气可降水量，去除异常值后计算各个第二大气可降水量的均值，如果所述均值与第一大气可降水量的差值依然大于设定阈值，则以所述均值作为最终的大气可降水量，如果所述均值与第一大气可降水量的差值小于或等于设定阈值，则以第一大气可降水量作为最终的可降水量；9、所述外部高精度再分析气象数据为era5数据，得到最终大气可降水量后，利用era5水汽数据和amsr2水汽数据对最终大气可降水量进行精度校核。10、作为本发明第一方面进一步的限定，根据台风数据以及最终大气可降水量，得到台风数据与最终大气可降水量的关系。11、作为本发明第一方面进一步的限定，根据降水数据以及最终大气可降水量，得到降水与最终大气可降水量的关系。12、作为本发明第一方面进一步的限定，根据水汽通量和散度、气温、气压和纬度以及最终大气可降水量，得到最终大气可降水量分别与水汽通量、散度、气温、气压和纬度的关系。13、第二方面，本发明提供了一种基于台风响应的船载gnss水汽分析系统。14、一种基于台风响应的船载gnss水汽分析系统，包括以下过程：15、第一分析单元，被配置为：利用船载gnss观测数据，得到船行驶过程中的船舶所在位置的天顶对流层延迟，然后结合船上搭载的气象仪，动态反演船在行驶过程中的大气可降水量，记为第一大气可降水量；16、第二分析单元，被配置为：利用船载gnss观测数据，采用动态ppp定位技术，得到船行驶过程中的船舶所在位置的天顶对流层延迟，然后结合外部高精度再分析气象数据，反演得到船在行驶过程中的大气可降水量，记为第二大气可降水量，以第二大气可降水量对第一大气可降水量进行精度校核；17、第二分析单元中，以第二大气可降水量对第一大气可降水量进行精度校核，包括：18、当第二大气可降水量与第一大气可降水量的差值小于或者等于设定阈值时，判定第一大气可降水量满足精度要求，则以第一大气可降水量为最终可降水量；19、当第二大气可降水量与第一大气可降水量的差值大于设定阈值时，则连续采集并计算得到多个第二大气可降水量，去除异常值后计算各个第二大气可降水量的均值，如果所述均值与第一大气可降水量的差值依然大于设定阈值，则以所述均值作为最终的大气可降水量，如果所述均值与第一大气可降水量的差值小于或等于设定阈值，则以第一大气可降水量作为最终的可降水量；20、所述外部高精度再分析气象数据为era5数据，得到最终大气可降水量后，利用era5水汽数据和amsr2水汽数据对最终大气可降水量进行精度校核。21、作为本发明第二方面进一步的限定，根据台风数据以及最终大气可降水量，得到台风数据与最终大气可降水量的关系。22、作为本发明第二方面进一步的限定，根据降水数据以及最终大气可降水量，得到降水与最终大气可降水量的关系。23、作为本发明第二方面进一步的限定，根据水汽通量和散度、气温、气压和纬度以及最终大气可降水量，得到最终大气可降水量分别与水汽通量、散度、气温、气压和纬度的关系。24、第三方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的基于台风响应的船载gnss水汽分析方法中的步骤。25、第四方面，本发明提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明第一方面所述的基于台风响应的船载gnss水汽分析方法中的步骤。26、与现有技术相比，本发明的有益效果是：27、1、本发明提供了一种基于台风响应的船载gnss水汽分析策略，实现了基于台风影响的水汽高精度分析，在得到船舶所在位置的天顶对流层延迟后，分别结合船上的气象仪数据和era5气象数据反演大气可降水量，两者均能满足反演大气可降量的精度要求，不同之处在于：船上的气象仪与gnss接收机都固定在船上，在反演大气可降水量时能够直接利用船载气象仪数据；era5气象数据是将模型数据与来自世界各地的观测数据结合起来的，空间分辨率为0.25°×0.25°，时间分辨率为1h的格网数据，在反演大气可降水量时需要对era5数据进行双线性插值得到船舶所在位置处的气象数据，因此，结合船载气象仪数据反演大气可降水量具有高精度、高时间分辨率和较快的计算速度。因为era5气象数据是结合许多数据得到的，因此结合era5气象数据反演大气可降水量具有高稳定性和高精度的特点。所以在选择最终大气可降水量时要根据不同情况选择基于不同气象数据反演得到的大气可降水量。28、2、本发明提供了一种基于台风响应的船载gnss水汽分析策略，对era5气象数据的精度进行检核，然后利用era5和amsr2的水汽产品对船载gnss pwv的精度进行检核。从多个方面详细分析了台风期间的水汽变化，为台风期间分析水汽变化考虑多重因素提供了参考。29、3、本发明以第二大气可降水量对第一大气可降水量进行精度校核，当第二大气可降水量与第一大气可降水量的差值小于或者等于设定阈值时，判定第一大气可降水量满足精度要求，则以第一大气可降水量为最终可降水量；当第二大气可降水量与第一大气可降水量的差值大于设定阈值时，则连续采集并计算得到多个第二大气可降水量，去除异常值后计算各个第二大气可降水量的均值，如果所述均值与第一大气可降水量的差值依然大于设定阈值，则以所述均值作为最终的大气可降水量，如果所述均值与第一大气可降水量的差值小于或等于设定阈值，则以第一大气可降水量作为最终的可降水量，而且第二大气可降水量的获取时本身就进行了校核，进一步的提高了整体的大气可降水量解算的精度。30、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。当前第1页12当前第1页12
技术特征：1.一种基于台风响应的船载gnss水汽分析方法，其特征在于，包括以下过程：
2.如权利要求1所述的基于台风响应的船载gnss水汽分析方法，其特征在于，
3.如权利要求1所述的基于台风响应的船载gnss水汽分析方法，其特征在于，
4.如权利要求1所述的基于台风响应的船载gnss水汽分析方法，其特征在于，
5.一种基于台风响应的船载gnss水汽分析系统，其特征在于，包括以下过程：
6.如权利要求5所述的基于台风响应的船载gnss水汽分析系统，其特征在于，
7.如权利要求5所述的基于台风响应的船载gnss水汽分析系统，其特征在于，
8.如权利要求5所述的基于台风响应的船载gnss水汽分析系统，其特征在于，
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-4任一项所述的基于台风响应的船载gnss水汽分析方法中的步骤。
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-4任一项所述的基于台风响应的船载gnss水汽分析方法中的步骤。
技术总结本发明提供了一种基于台风响应的船载GNSS水汽分析方法及系统，属于气象学技术领域。利用船载GNSS观测数据，得到船行驶过程中的船舶所在位置的天顶对流层延迟，然后结合船上搭载的气象仪，动态反演船在行驶过程中的第一大气可降水量；得到船舶所在位置的天顶对流层延迟后，结合ERA5气象数据，反演得到船在行驶过程中的第二大气可降水量，最终大气可降水量需要根据具体情况进行选择。通过观察整个航行过程中的大气可降水量，发现存在三处大气可降水量剧烈变化的现象，通过分析发现主要受台风、水汽运动、气温、气压和纬度多重因素的影响，因此，本发明为分析大气可降水量变化综合考虑各种因素提供了参考。
技术研发人员：江楠,贾然然,许艳,徐天河
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：技术公布日：2024/5/29
