《GNSS气象学》PPT课件 南京信息工程大学 王新志

 
课件内容： 
第一章 绪论 
知识目标：解释大气探测的具体含义，列举常用的大气探测技术、说明各种技术的优缺点及其在大气科学中的作用和意义；总结GNSS大气探测技术的优势与应用前景。素质目标：充分认识“准确、及时、创新、奉献”的气象精神内涵，在日常生活、学习和工作中践行并发扬气象精神。 
1.1 引言 
1.2 地球大气 
1.3 大气探测 
1.4 GNSS/MET简介 
第二章 GNSS技术与方法 
知识目标：正确写出测距码伪距测量和载波相位测量的基本观测方程，并说明观测方程的具体含义；列举常用的GNSS定位方法，画图并详细说明各自的定位原理。技能目标：利用GNSS双频观测数据，依据GNSS基本定位原理，计算GNSS接收机的位置；能够在实际应用中避免或减弱各种误差对GNSS定位结果的影响。素质目标：深刻认知“北斗精神”，用知识服务国家需求。 
2.1 GNSS简介 
2.2 GNSS信号结构 
2.3 GNSS定位原理 
2.4 GNSS定位中的误差源 
第三章 地基GNSS气象学基础 
3.1大气折射3.2 GNSS对流层延迟3.3 GNSS电离层延迟3.4 GNSS多路径延迟 
知识目标： 
解释大气对GNSS定位影响的实质，总结并推导GNSS对流层总延迟、干延迟和湿延迟的求解方法；归纳并说明GNSS反射测量的基本原理。 
技能目标： 
利用GNSS双频观测数据分别计算对流层总延迟、干延迟和湿延迟。 
第四章 地基GNSS/MET观测 
知识目标：列举GNSS/MET观测网和GNSS/MET基准站的分类和作用；说明GNSS/MET基准站的站址条件，解释不同站址环境对GNSS/MET观测的影响；总结GNSS/MET基准站不同组成部分，说明各部分的作用。技能目标：根据实际环境，设计GNSS/MET基准站；认识GNSS原始观测数据文件（O文件、N文件和M文件）的格式，能够根据给出的GNSS原始观测数据文件说明其代表的具体含义。素质目标：树立团结协作的团队精神，认识团结协作对于测绘工作的重要意义，自觉发扬团结协作精神。 
4.1 GNSS/MET站网组成 
4.2 GNSS/MET站网分类 
4.3 GNSS/MET基准站 
4.4 GNSS/MET业务运行 
4.5 GNSS/MET数据处理 
第五章 地基GNSS大气延迟估计 
知识目标：解释映射函数在GNSS大气延迟估计中的作用，说明对流层天顶总延迟和斜路径延迟之间的关系，总结GNSS三维水汽层析的步骤及常用的约束信息。技能目标：利用GNSS原始观测数据，解算对流层天顶总延迟和斜路径延迟；根据实际条件，列出GNSS三维水汽层析系数矩阵。 
5.1 GNSS大气延迟 
5.2 天顶总延迟的解算方法 
5.3 斜路径延迟的计算方法 
5.4 三维水汽层析 
第六章 地基GNSS可降水量估计与应用 
知识目标：列举地基GNSS水汽探测产品，说明各种产品的含义；解释大气加权平均温度在地基GNSS可降水量估计中的作用，推导地基GNSS可降水量的估算方法，总结地基GNSS水汽产品和层析水汽产品在气象业务中的应用。技能目标：根据地基GNSS对流层天顶总延迟数据和GNSS/MET基准站实测气象数据，估算大气可降水量。 
6.1 干（静力学）延迟 
6.2 湿延迟 
6.3 可降水量估计 
6.4 融合多源数据的三维GNSS水汽层析 
6.5 地基GNSS气象学应用 
第七章 地基GNSS电离层探测 
知识目标：说明电离层与人们时常生活的关系，列举描述电离层的常用参数并说明它们的具体含义；推导地基GNSS电离层TEC估计算法，总结GNSS电离层TEC估计中硬件延迟的解算方法；归纳地基GNSS三维水汽层析和电离层层析的异同。技能目标：利用GNSS双频原始观测数据，解算电离层TEC值。 
7.1 电离层参数 
7.2 地基GNSS估计TEC 
7.3 二维GNSS电离层估计 
7.4 硬件延迟估计 
7.5 三维电离层层析 
第八章 GNSS 无线电掩星简介 
知识目标：列举GNSS无线电掩星的发展过程，说明GNSS无线电掩星大气探测的优势，总结并说明GNSS无线电掩星的应用状况。素质目标：结合FY-3C掩星的发展与应用过程，树立热爱祖国的精神，坚定为推动国家进步奉献一生的精神。 
8.1 背景与意义 
8.2 GNSS-RO发展进程 
8.3 GNSS-RO应用 
第九章 GNSS 无线电掩星原理与应用 
9.1 理论与方法9.2 结果与应用9.3 总结 
知识目标： 
说明GNSS无线掩星大气探测的主要方法，总结GNSS大气掩星数据处理过程，归纳GNSS掩星电离层反演的主要步骤。 
技能目标： 
认识并下载COSMIC掩星观测数据，计算电离层TEC值。 
素质目标： 
认识创新对于推动技术、推动国家兴旺发达的重要意义，强化培养创新意识的培养。 
第十章 GNSS反射测量原理 
知识目标：列举GNSS反射测量的发展过程，对比说明GNSS反射测量的技术优势和发展前景；归纳地基GNSS反射测量算法，推导不同算法的基本原理；概述TechDemoSat-1和CYGNSS卫星反射测量原理。素质目标：对比GNSS导航定位中消除或减弱多路径效应的方法和地基GNSS反射测量的基本原理，培养逆向思维概念。 
10.1 发展历史与意义 
10.2 GNSS-R原理与方法 
第十一章 GNSS反射测量与气象应用 
知识目标：说明地基GNSS反射测量反演地表环境参数（积雪、植被覆盖、土壤湿度、水面高度）的基本原理，列举利用空基GNSS反射测量反演有效波高、风场的方法，对比说明GNSS反射测量的技术优缺点。技能目标：选取合适的GNSS基准站，下载GNSS双频观测数据，计算水面高度。 
11.1 GNSS-R应用 
11.2 总结与展望 
第十二章 GNSS/MET业务化应用 
知识目标：列举我国GNSS MET的发展过程，说明我国GNSS MET的发展和应用现状；阐述北斗大气探测技术在我国的发展以应用现状，总结国外GNSS MET的发展状况及应用现状；阐明GNSS气象学未来的发展方向。素质目标：秉承老一辈科学家“勇攀高峰、敢为人先”的创新精神和气象工作者“准确、及时、创新、奉献”的气象精神，树立远大理想，从点滴做起，推动GNSS气象学发展，提升我国综合气象观测现代化水平。 
12.1 GNSS/MET发展概况 
12.2 GNSS/MET技术的应用 
12.3 北斗GNSS/MET发展与应用 
12.4 风云GNSS掩星应用 
12.5 国际GNSS/MET应用 
12.6 GNSS/MET未来发展