【技术实现步骤摘要】
一种对流层湿信息的建模方法及装置
[0001]本专利技术涉及气象建模
，尤其涉及一种对流层湿信息的建模方法及装置。
技术介绍
[0002]GNSS卫星信号经过对流层时，对流层对它产生传播速度延迟和传播路径弯曲延迟两部分影响，由此产生的路径延迟被称作对流层延迟。在GNSS数据处理的过程中，通常将信号传播路径的对流层延迟投影到天顶方向，并将其分为天顶对流层静水延迟和天顶对流层湿度延迟两部分。其中天顶对流层静水延迟与大气压强有关，较为稳定。而天顶对流层湿度延迟与水汽压有关，水汽压与空气中的水汽含量有关。水汽信息对天气预报和气候预测有着重要作用。然而水汽变化迅速，且分布并不均匀，如水平分布上沿海地区水汽含量明显大于内陆地区，垂直分布上高度越低水汽含量越高。而利用探空产品、无线掩星产品、ERA5产品等计算或利用对流层湿信息时，因为其绝大部分存在于对流层某一高度下，若对全部对流层进行计算或建模时，会大大增加计算量和复杂度。
技术实现思路
[0003]本专利技术提供了一种对流层湿信息的建模方法及装置，以解决现有技术对对流层湿信息建模时的计算量大、复杂度高的技术问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种对流层湿信息的建模方法，包括：
[0005]获取预设时间范围内若干高度层的对流层气象数据，并根据所述对流层气象数据，统计得到预设时间范围内若干高度层的水汽密度波动范围；
[0006]根据所述水汽密度波动范围和水汽密度阈值，拟合得到随时间变化的分层高度曲线；>[0007]根据所述分层高度曲线和所述对流层气象数据，对分层高度下的湿信息进行离散化后建模，得到对流层湿信息模型。
[0008]本专利技术通过预设时间范围内的各高度层的对流层气象数据进行统计得到水汽密度波动范围，根据水汽密度波动范围和水汽密度阈值经拟合得到分层高度曲线，通过水汽密度阈值的合理取值，可以实现对某一水汽密度下的高度范围进行建模，避免对全部对流层进行计算和建模，从而降低了计算量和复杂度。
[0009]进一步地，所述获取预设时间范围内若干高度层的对流层气象数据，并根据所述对流层气象数据，统计得到预设时间范围内若干高度层的水汽密度波动范围，具体为：
[0010]其中，所述对流层气象数据包括温度和水汽压；
[0011]获取预设时间范围内若干高度层的温度和预设时间范围内若干高度层的水汽压；
[0012]根据所述温度和所述水汽压，计算得到预设时间范围内若干高度层的水汽密度；
[0013]根据所述水汽密度，统计得到预设时间范围内若干高度层的水汽密度波动范围。
[0014]本专利技术通过预设时间范围内若干高度层的温度和水汽压，计算得到预设时间范围
内各高度层的水汽密度，再统计得到水汽密度波动范围，可用于后续在某一预设水汽密度范围下的区域进行建模，从而避免对全部对流层进行计算和建模，从而降低了计算量和复杂度。
[0015]进一步地，所述根据所述水汽密度波动范围和水汽密度阈值，拟合得到随时间变化的分层高度曲线，具体为：
[0016]其中，所述水汽密度阈值包括第一阈值；
[0017]根据所述水汽密度波动范围，计算得到各个高度层的水汽密度均值；
[0018]根据所述各个高度层的水汽密度均值和所述第一阈值，选取水汽密度均值小于所述第一阈值的第一高度层，获取不同时刻下所述第一高度层的水汽密度最大值对应的分层高度；
[0019]根据不同时刻下的所述分层高度，拟合得到随时间变化的分层高度曲线。
[0020]本专利技术根据各高度层的水汽密度波动范围，计算获得各高度层的水汽密度均值，通过合理设置第一阈值，可确定低于第一阈值的高度层水汽密度最大值的对应分层高度，进而获得随时间变化的分层高度曲线，可用于通过分层高度曲线在分层高度下进行建模，从而避免对全部对流层进行计算和建模，从而降低了计算量和复杂度。
[0021]进一步地，所述分层高度的表达式为：
[0022][0023]其中，ρ1为第一高度层的水汽密度值均值，ρ2为与第一高度层相邻的高度层的水汽密度均值，并且ρ1＜ρ
max
＜ρ2，ρ
max
为第一高度层的水汽密度最大值，h1为水汽密度均值ρ1对应的高度，h2为水汽密度均值ρ2对应的高度。
[0024]进一步地，在所述根据所述水汽密度波动范围，计算得到各个高度层的水汽密度均值之后，还包括：
[0025]其中，所述水汽密度阈值包括第二阈值；所述第二阈值小于所述第一阈值；
[0026]根据所述各个高度层的水汽密度均值和所述第二阈值，选取水汽密度均值小于所述第二阈值的第二高度层，获取不同时刻下所述第二高度层的水汽密度最大值对应的边界高度；
[0027]根据不同时刻下的所述边界高度，拟合得到随时间变化的边界高度曲线。
[0028]进一步地，在所述根据所述水汽密度波动范围和水汽密度阈值，拟合得到随时间变化的分层高度曲线之后，还包括：
[0029]根据所述分层高度曲线和所述边界高度曲线，使用气象产品获取所述分层高度与边界高度之间的湿延迟信息。
[0030]本专利技术还通过水汽密度均值和第二阈值，计算得到水汽密度更小的区域的边界高度曲线；根据边界高度曲线，可以实现在水汽密度更小的区域通过气象产品获取湿延迟信息，降低计算量和复杂度。
[0031]进一步地，所述根据所述分层高度曲线和所述对流层气象数据，对分层高度下的湿信息进行离散化后建模，得到对流层湿信息模型，具体为：
[0032]其中，所述对流层气象数据包括：温度和水汽压；
[0033]根据所述温度和所述水汽压，计算得到所述湿信息；其中，所述湿信息包括：斜路
径湿延迟和斜路径水汽含量；
[0034]根据所述分层高度曲线，对所述分层高度以下的所述湿信息进行离散化后，建立第一湿信息模型；
[0035]对所述对流层气象数据和GNSS数据进行时间同步，得到更新后的对流层气象数据；
[0036]根据所述更新后的对流层气象数据，对所述第一湿信息模型进行优化，得到所述对流层湿信息模型。
[0037]本专利技术在分层高度以下建立第一湿信息模型，避免对全部对流层进行计算和建模，从而降低了计算量和复杂度；此外，通过将对流层气象数据和GNSS数据进行时间同步，使对流层气象数据与GNSS数据在同一时间周期下更新，从而在降低计算量和复杂度的同时，提高对流层信息湿信息模型的时空分辨率。
[0038]进一步地，所述更新后的对流层气象数据的表达式为：
[0039][0040][0041]其中，f
i
(t)为更新后的对流层气象数据，t为时间，y
i
为气象产品的对流层气象数据。
[0042]进一步地，所述对流层湿信息模型的表达式为：
[0043][0044]其中，X
u
为待重构建模的对流层湿信息，X0为所述湿信息，A为卫星信号传本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种对流层湿信息的建模方法，其特征在于，包括：获取预设时间范围内若干高度层的对流层气象数据，并根据所述对流层气象数据，统计得到预设时间范围内若干高度层的水汽密度波动范围；根据所述水汽密度波动范围和水汽密度阈值，拟合得到随时间变化的分层高度曲线；根据所述分层高度曲线和所述对流层气象数据，对分层高度下的湿信息进行离散化后建模，得到对流层湿信息模型。2.如权利要求1所述的对流层湿信息的建模方法，其特征在于，所述获取预设时间范围内若干高度层的对流层气象数据，并根据所述对流层气象数据，统计得到预设时间范围内若干高度层的水汽密度波动范围，具体为：其中，所述对流层气象数据包括温度和水汽压；获取预设时间范围内若干高度层的温度和预设时间范围内若干高度层的水汽压；根据所述温度和所述水汽压，计算得到预设时间范围内若干高度层的水汽密度；根据所述水汽密度，统计得到预设时间范围内若干高度层的水汽密度波动范围。3.如权利要求1所述的对流层湿信息的建模方法，其特征在于，所述根据所述水汽密度波动范围和水汽密度阈值，拟合得到随时间变化的分层高度曲线，具体为：其中，所述水汽密度阈值包括第一阈值；根据所述水汽密度波动范围，计算得到各个高度层的水汽密度均值；根据所述各个高度层的水汽密度均值和所述第一阈值，选取水汽密度均值小于所述第一阈值的第一高度层，获取不同时刻下所述第一高度层的水汽密度最大值对应的分层高度；根据不同时刻下的所述分层高度，拟合得到随时间变化的分层高度曲线。4.如权利要求3所述的对流层湿信息的建模方法，其特征在于，所述分层高度的表达式为：其中，ρ1为第一高度层的水汽密度值均值，ρ2为与第一高度层相邻的高度层的水汽密度均值，并且ρ1＜ρ
max
＜ρ2，ρ
max
为第一高度层的水汽密度最大值，h1为水汽密度均值ρ1对应的高度，h2为水汽密度均值ρ2对应的高度。5.如权利要求3所述的对流层湿信息的建模方法，其特征在于，在所述根据所述水汽密度波动范围，计算得到各个高度层的水汽密度均值之后，还包括：其中，所述水汽密度阈值包括第二阈值；所述第二阈值小于所述第一阈值；根据所述各个高度层的水汽密度均值和所述第二阈值，选取水汽密度均值小于所述第二阈值的第二高度层，获取不同时刻下所述第二高度层的水汽密度最大值对应的边界高度；根据不同时刻下的所述边界高...
【专利技术属性】
技术研发人员：江俊飞，鄂盛龙，许海林，罗颖婷，王磊，周恩泽，何浣，刘淑琴，刘建明，梁永超，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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