CORS系統(tǒng)與大氣降水量分析研究

司海燕+劉妍+曹先革+楊金玲

摘要：隨著GPS技術(shù)的發(fā)展，人們對大氣中的水汽分布和水量分析已經(jīng)在一定基礎(chǔ)上取得了一定成績。但是由于水汽的相關(guān)信息直接影響天氣的變化，因此對大氣降水量的分析必須運用更穩(wěn)定的系統(tǒng)進(jìn)行更精準(zhǔn)的監(jiān)測，對天氣的分析及時、連續(xù)、有效使人們能夠?qū)崟r掌握天氣信息。本文基于CORS系統(tǒng)及其相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對大氣中的降水量進(jìn)行分析研究，希望借助系統(tǒng)數(shù)據(jù)對大氣降水量進(jìn)行分析研究提供參考。

關(guān)鍵詞：CORS系統(tǒng)；大氣；降水分布；水量研究

一、CORS系統(tǒng)簡介

CORS的全名為（Continuous Operational Reference System）被稱作是連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)，縮寫為CORS）是一個在一定區(qū)域內(nèi)建立的多個固定的、連續(xù)運行的永久性工作的GPS基準(zhǔn)站，能夠?qū)⒉煌愋偷腉PS觀測數(shù)據(jù)、衛(wèi)星信息、電離子層改正等信息通過計算機(jī)數(shù)據(jù)和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組成的網(wǎng)絡(luò)層次用戶提供的系統(tǒng)。作為GPS技術(shù)的應(yīng)用的分支發(fā)展的CORS系統(tǒng)是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)等高新科技全方位、深層次結(jié)晶的產(chǎn)物。CORS系統(tǒng)由各個基準(zhǔn)站網(wǎng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理中心、用戶應(yīng)用系統(tǒng)、定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)組成，各基準(zhǔn)站和監(jiān)控分析中心之間通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)聯(lián)系在一起，從而形成一個專用網(wǎng)絡(luò)。

二、大氣降水的影響因素和探測手段

（一）大氣降水的影響因素

1.海陸位置因素

由于海洋的地區(qū)和靠近海洋的地區(qū)或者是湖泊以及濕地等這些地區(qū)，由于水分子蒸發(fā)和擴(kuò)散的較快，大氣中的水汽含量相對豐富，因此海陸位置就是大氣降水的重要影響因素。

2.大氣因素

大氣流動形成風(fēng)，因此大氣流動的方向、速度都能意向大氣中的水汽也是影響大氣降水的重要因素。其中從風(fēng)向角度而言，海洋吹來的海風(fēng)水汽含量較多，帶來的降水也多，陸地吹來的陸風(fēng)帶來的水汽少，降水也少；從風(fēng)帶角度而言，低緯度吹響高緯度的風(fēng)，水汽容易凝結(jié)，降水較多，高緯度吹響低緯度的信風(fēng)，不易凝結(jié)水汽，降水較少；從天氣系統(tǒng)角度而言，低壓氣旋經(jīng)過形成的鋒面，由于空氣上升，氣溫下降，水汽容易凝結(jié)形成降水，高壓反氣旋鋒面，空氣下沉，氣溫升高，不易形成降水。

3.地形因素

地形因素是降水發(fā)生的又一最重要影響因素。平原地區(qū)地勢平坦，空氣流動沒有阻礙，隨其分布均勻而且相對不容易形成降水，盆地、谷地、山地等水汽分布不均勻，而且大氣流受到影響，水汽容易凝結(jié)形成降水。而且山地的迎風(fēng)坡處，水汽在上升爬坡的過程中容易形成降水。此外，山脈的走向也能影響隨其的流動影響降水。

4.洋流因素

洋流是影響降水是很常見的降水明顯變化的重要因素，暖氣流過境，地面水汽蒸發(fā)，而且水汽做上升運動，大氣上空的水汽充足，降水多，寒流過境，地面水汽蒸發(fā)少，水汽做下沉運動，空氣上空水汽較少，降水也就少。

5.下墊面因素

大氣對應(yīng)的下墊面狀況也會影響降水，如果，下墊面植被覆蓋面積大覆蓋率高，大氣中水汽含量也高；如果，下墊面水域的面積大，大氣中的水汽也充足；如果下墊面是裸地，水汽含量也少，降雨也就相對少些。

（二）水汽含量的常規(guī)探測方法

1.無線電探空氣球法

無線電探空氣球作為大氣剖面最常用的探測工具之一，已經(jīng)被全球應(yīng)用，并且形成了一個高垂直分辨率、高精度、“準(zhǔn)”全球提供常規(guī)信息服務(wù)的觀測網(wǎng)。無線電探空氣球由于觀測精準(zhǔn)因此費用較高，觀測的條件限制較大，地球表面的分布受到高空氣象站的影響分布不均勻。而且監(jiān)測人員要登上工作站進(jìn)行監(jiān)測，因此，一些沙漠、海洋、高山等地區(qū)受地形限制監(jiān)測困難，而這些地方又是影響降水分布的重要地區(qū)，所以導(dǎo)致精確度降低。

2.光學(xué)方法

光學(xué)法是通過大氣中水汽對陽光中的紅外線的吸收方式測量大氣中水含量的。由于大汽中不同的成分對太陽光的吸收能力不同的，水汽的吸收帶遍布太陽光的紅外部分，通過測量在水汽的強吸收帶處的吸收比，從而反演大汽的水汽含量，目前主要使用的用于水汽測量的強吸收線有：940nto、1315nm、3.2微米等，這種方法目前使用的最多，各方面的論文很多。

3.聲波探測法

運用聲波主動探測，這種方法不需要外部的源，但是由于因影響在實際測量中較少使用。

4.水汽輻射計

水汽輻射計方法是探測大氣中水汽含量最為精確的方法之一，水汽輻射計借助對液態(tài)水的敏感，反演到水汽輻射計中，分析積分水汽總量和積分液態(tài)水總量。

三、CORS系統(tǒng)探測大氣降水量

隨著技術(shù)的普及，CORS系統(tǒng)在城市降水測量中的作用已日益重要。利用CORS系統(tǒng)多基站網(wǎng)絡(luò)利用廣域差分GPS和局域差分GPS的原理來減弱或消除各種誤差的影響，并陜速、動態(tài)地完成流動站數(shù)據(jù)實時處理，連續(xù)保持流動站達(dá)到厘米級的實時精度定位。連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)具有覆蓋面廣、定位精度高、可靠性強、受地形限制少、可實時提供厘米級定位、通訊距離遠(yuǎn)、不用臨時架設(shè)基準(zhǔn)站的優(yōu)點。藍(lán)牙技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠占?，不僅提高了流動站通訊的能力及穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸能力，也降低了硬件設(shè)備成本，以實現(xiàn)有全自動、無看管、全天候運行、無人值守的精度監(jiān)測。endprint