申请/专利权人：中国矿业大学

申请日：2024-01-17

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN117892048A

主分类号：G06F17/16

分类号：G06F17/16;G01W1/02

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.04.16#公开

摘要：本发明公开一种自适应垂直约束水汽层析方法，属于大气研究技术领域。基于再分析气象数据计算四维水汽密度值，构建时空因子与四维水汽密度值的样本对，将样本对数据输入后向传播神经网络构建时空四维水汽密度模型；对层析区域进行三维体素块划分，基于GNSS信号路径和反演的水汽信息，构建层析观测方程矩阵；基于构建的时空四维水汽密度模型估计三维体素块中心点的水汽密度，构建层析垂直约束方程矩阵；添加层析水平约束矩阵，获得满秩层析方程矩阵，采用最小二乘方法求解层析方程矩阵，获得层析区域上空四维水汽信息。本方法步骤简单，大幅度降低指数垂直约束方法的局限性，有利于对四维水汽信息动态变化的完备监测，具有广泛的实用性。

主权项：1.一种自适应垂直约束水汽层析方法，其特征在于，通过历史水汽密度数据构建时空四维水汽密度模型，基于时空四维水汽密度模型自适应得到任意时空位置处的垂直约束方程；将垂直约束方程结合到水汽层析方法中分析四维水汽密度；具体步骤如下：a通过多年再分析气温和比湿气象数据计算再分析气象数据给定所有气压层处的水汽密度值获得的四维水汽密度数据，将获得的四维水汽密度以及与之对应与的时空信息形成样本对数据，利用后向传播神经网络技术基于四维水汽密度以及样本对数据构建时空四维水汽密度模型，其中样本对数据的结构为：年积日、小时、经度、纬度和高度信息；b然后将研究区域按照所有GNSS测站在层析区域均匀分布原则将研究区域划分为多个三维体素块，并将每个三维体素块的四维水汽密度视为常数，基于GNSS信号路径及GNSS信号中携带的水汽信息，构建层析观测方程矩阵；c将每个三维体素块的中心点时空信息组合形成输入矩阵，之后将输入矩阵输入到步骤a构建的时空四维水汽密度模型，利用构建的时空四维水汽密度模型估计三维体素块中心点处的四维水汽密度，利用估计的每两个垂直方向相邻的三维体素块中心点四维水汽密度比值构建层析区域时空自适应水汽密度的垂直约束方程矩阵；d最后基于高斯加权函数对研究区域中三维体素块中心点高度相同的那部分三维体素块内水汽密度构建水平约束方程，组合形成层析水平约束方程矩阵，将层析水平约束方程矩阵联合层析观测方程矩阵以及水汽密度的垂直约束方程矩阵，获得满秩层析方程矩阵，采用最小二乘方法求解满秩层析方程矩阵，从而获的所有三维体素块内的四维水汽密度结果。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国矿业大学 一种自适应垂直约束水汽层析方法

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