“北斗+气象”应用广效益显

　　近日，中国气象局气象探测中心表示，气象是最早应用北斗系统的重要领域之一，已形成北斗全面应用新局面。其中，我国北斗探空系统（简称“北斗探空”）技术达到国际主流技术水平，北斗水汽探测已准业务化运行。

　　在北斗探空方面，自2008年以来，我国开展了多次探空比对试验，积累了大量探空新技术储备，并对系统持续改进完善。中国气象局新型北斗导航探空系统在今年7月“海燕观测试验计划”中得到应用，效益显著。据介绍，我国最新北斗探空系统在温度、湿度和测风等方面的观测准确性（动态）分别达到0.4℃、5%和0.3米/秒，几乎可以对标国际最先进的探空系统。而进一步优化的北斗三号卫星导航系统，更能提升我国新型卫星导航探空系统在定位和测风方面的技术性能。

　　在北斗水汽探测方面，中国气象局完成了北斗地基增强系统气象行业承担的35个框架网基准站和气象行业数据处理中心的建设，研发了“北斗和GPS导航卫星对流层天顶总延迟和电离层TEC准实时数据处理系统”，初步构建了北斗水汽解算的准业务系统，准实时处理全国175个北斗地基增强系统框架网基准站观测数据，获取高精度、高时空分辨率的准实时对流层和电离层产品。该系统软硬件全部为国产，改变了数据处理软件依靠国外的历史，对气象部门GNSS/MET业务系统安全具有重大意义。

　　气象部门还开发了北斗海风海浪探测系统，成功实现了台风期间海风海浪的准确探测和示范应用，在一定程度上改变我国综合气象观测系统在海上缺乏有效观测手段和观测资料不足的状况；建设了北斗气象预警发布系统，集灾害预警、气象预报、科普宣传、监管功能为一体，能够实现自主建设、独立运行或作为国家突发事件预警信息发布系统、各省份自建预警平台的发布通道，形成立体式一站式全方位服务体系；北斗通信已广泛用于各地气象部门山洪地质灾害气象站的数据传输。

　　下一步，中国气象局将建设北斗海风海浪监测站，发展推广北斗探空技术，开展地基GNSS/MET站的北斗升级改造。随着北斗三号系统建成开通，气象行业将在目前北斗高空观测、空间天气、北斗气象预警业务应用的基础上，开展创新和优质的专业应用服务。

　　资料显示，GNSS/MET（globalnavigationsatellitesystem/meteorology，全球导航卫星系统大气探测）主要用于大气层中水分观测含量。

　　资料显示，我国GNSS/MET观测站已达1000多个，形成规模化、运行业务条件基本成熟的全国观测网，台站数量处于世界前列，数据处理和应用水平已经达到国际先进水平。2012年以来，我国开展了气象行业北斗应用示范工程建设，气象探测中心作为示范工程实施单位，组织北京、内蒙古、湖北等省份，分别在气象探空、水汽监测、海风海浪探测等领域开展北斗示范应用。

　　GNSS的定位准确度受到大气层，包括电离层和对流层的影响，对大气影响的订正成为控制GNSS测量准确度的关键，尤其是大气中的水汽对测量误差的影响最难处理，但这也提供了一种全新的探测大气水汽的方法。

　　利用GPS理论和技术来遥感地球大气，进行气象学的理论和方法研究，如测定大气温度及水汽含量，监测气候变化等，叫做GPS气象学（GPS/MET eorology，简写为GPS/MET）。

　　大气温度、大气压、大气密度和水汽含量等量值是描述大气状态最重要的参数。无线电探测，卫星红外线探测和微波探测等手段是获取气温，气压和湿度的传统手段。但是它们与GPS手段相比，就可明显地看出传统手段的局限性。无线电探测法的观测值精度较好，垂直分辨率高，但地区覆盖不均匀，在海洋上几乎没有数据。被动式的卫星遥感技术可以获得较好的全球覆盖率和较高的水平分辨率，但垂直分辨率和时间分辨率很低。利用GPS手段来遥感大气的优点是，它是全球覆盖的，费用低廉，精度高，垂直分辨率高。根据1995年4月3日美国发射的用于GPS气象学研究的Microlab-1低轨卫星的早期结果显示，对于干空气，在从5～7km到35～40km的高度上，所获得的温度可以精确到±1.0℃之内。正是这些优点使得GPS/MET技术成为大气遥感的最有效最有希望的方法之一。