GPS氣象學及其應用簡介，目錄書摘

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

目錄:前言
第1章 GPS系統和定位原理
1.1 引言
1.2 GPS系統
1.2.1 GPS系統的組成
1.2.2 GPS衛星信號
1.2.3 全球導航衛星系統GNSS
1.3 GPS衛星定位的基本原理
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
第2章 地基GPS氣象學原理
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
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氣象學的發展
2.5.1 國際地基GPS氣象學的發展
2.5.2 我國地基GPS氣象學的發展
2.5.3 GPS氣象學的發展前景
參考文獻
第3章 GPS氣象網的建設、運行和維護
3.1 GPS氣象網的基本組成
3.2 GPS氣象網的站點布局
3.3 GPS基準站的建設
3.3.1 基準站設備
3.3.2 GPS基準站的站址和環境選擇
3.3.3 基建
3.3.4 設備安裝
3.3.5 接收機設置
3.3.6 設備安裝建檔
3.4 GPS和氣象觀測數據的采集
3.5 GPS資料的解算
3.6 GPS氣象應用產品的生成
3.7 GPS氣象網的運行維護
參考文獻
第4章 地基GPS氣象網的資料解算
4.1 引言
4.2 實時解算軟件（以GAMIT軟件為例）
4.2.1 GPS數據處理軟件
4.2.2 解算前的資料準備
4.2.3 軟件參數設置
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
第5章 地基GPS反演水汽結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網的GPS/PWV精度檢驗（GPS與探空比較）
5.2.2 美國中部GPS網準實時的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
第6章 GPS氣象工作站的產品和應用
6.1 用于實時監測和預報的產品
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層析資料和產品
6.2 整編后的歷史資料和產品
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品
第7章 GPS/PWV資料在氣候分析中的應用
7.1 長江三角洲地區的水汽在時間變化上的氣候分析
7.1.1 年間變化
7.1.2 季節變化
7.1.3 月內變化
7.1.4 日變化
7.2 長江三角洲地區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年入梅的應用
參考文獻
第8章 GPS/PWV資料在天氣預報和分析中的應用
8.1 利用單站GPS/PwV的閾值預報降水過程的方法
8.1.1 GPS/PWV的預報閾值的選擇
8.1.2 預報檢驗和PWV閾值的調整
8.1.3 預報時效
8.1.4 兩個降水過程的預報個例
8.2 利用GPS/PWV資料分析臺風期間大氣中水汽的變化
8.2.1 1998年臺風Zeb影響期間的水汽的變化
8.2.2 2002年臺風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報中的應用
8.3.1 2008年8月25日上海地區特大暴雨的個例
8.3.2 2002年8月24日長江三角洲地區的一次颮線天氣過程
8.3.3 PWV變化圖對暴雨預報的指示作用
參考文獻
第9章 GPS資料在數值天氣預報模式中的資料同化
9.1 引言
9.2 GPS資料同化技術簡介
9.2.1 資料同化的基本原理
9.2.2 WRF/3DVAR同化系統介紹
9.2.3 WRF/3DVAR系統中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資料調整數值模式初始場的研究
9.3.2 GPS/PWV資料同化改進降水預報的個例試驗
9.3.3 GPS/PWV資料變分同化改進降水預報的連續試驗
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
第10章GPS信號斜路徑方向可降水量的計算和層析技術
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的氣象應用
10.3 三維層析技術
10.3.1 層析原理
10.3.2 層析方程組的解法
10.3.3 網格劃分
10.3.4 水汽三維層析初步結果及檢驗
10.3.5 水汽三維層析的產品和應用
參考文獻
第11章 地基GPS技術探測電離層的原理和電離層資料同化
11.1 電離層探測技術及研究內容
11.2 國內外在地基GPS電離層探測和應用方面的進展
11.3 地基GPS技術探測電離層的基本原理
11.3.1 電離層折射率指數
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的計算流程和產品
11.4.1 計算流程
11.4.2 GPS/TEC計算的產品
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
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化結果的驗證
11.5.7 小結和展望
參考文獻
第12章 GPS反射信號新技術的應用
12.1 引言
12.2 GNSS-R海浪探測技術
12.2.1 地基反演有效浪高的GNSS接收機的技術要求
12.2.2 實驗設備、安排
12.2.3 數據分析及產品
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
12.3.1 干涉復合場
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 系統噪聲
12.3.5 實驗及其結果
12.4 有待考慮的問題
參考文獻
第13章 空基GPS氣象學的基本原理
13.1 空基GPS氣象學的發展歷史
13.2 GPS掩星技術反演電離層的原理
13.3 GPS掩星技術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 從折射率廓線導出大氣參數廓線
13.4 GPS掩星技術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掩星反演技術中存在的問題和改進
13.6.1 低層大氣多路徑效應
13.6.2 超折射效應
參考文獻
第14章 空基GPS氣象學的試驗計劃和資料處理
14.1 空基GPS氣象學的試驗計劃的進展
14.1.1 GPS/MET實驗衛星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
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
第15章 COSMIC資料的檢驗和應用
15.1 COSMIc資料的精度和有關特性的檢驗
15.1.1 總體精度檢驗方法
15.1.2 COSMIC資料精度的檢驗結果
15.1.3 結論
15.2 COSMIC資料在實時天氣資料分析中的應用
15.3 COSMIC資料在臺風熱力結構的分析中的應用
15.3.1 資料收集和處理
15.3.2 臺風范圍內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用
15.4.1 大氣邊界層
15.4.2 掩星觀測自動監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構和變化
15.5 COSMIC資料在數值預報模式中的資料同化
15.5.1 COSMIC資料同化的數據處理
15.5.2 COSMIC資料同化的試驗個例
參考文獻