ERA5和GNSS站点不并址的处理方法二:垂直补偿(获得GNSS站点高度的PWV、温度和气压,基于matlab)

本文主要是介绍ERA5和GNSS站点不并址的处理方法二:垂直补偿(获得GNSS站点高度的PWV、温度和气压,基于matlab),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

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Part1 垂直补偿的原因

我们在获取GNSS站点位置的PWV有很多方法,其中一个是利用ERA5数据进行积分得到。由于ERA5格网位置和GNSS不并址,需要进行水平方向和垂直方向的补偿的补偿获得。这里讲的是垂直方向补偿,水平方向补偿已经写过反距离加权水平内插,附matlab代码(ERA5和GNSS站点不并址的处理方法之水平补偿)-CSDN博客,这里介绍垂直方向的补偿。

水平方向补偿方法

Part2 ERA5下载方法

ERA5多层温度、位势、相对湿度的下载方法在这面

Part3 具体方法

其中相对湿度取最接近层数据即可,温度和气压用下面方法

1. GNSS 站点高于最底层

使用内插估计站点参数即可。

2. GNSS 站点低于最底层

假定温度递减率为-6.5 K/km,外推获得温度。

ERA5数据中的气压所在的高度和测站高度通常不一致,这时候就需要对气压进行高程改正,用下面方法得到测站高度上的气压:

式中, Ps表示测站气压;P为最接近层的ERA5气压;g是重力加速度;Rd为干燥气体的气体常数;对于HM如下:

式中,hs表示测站高度; h为最接近层的 ERA5高度;T是最接近层的温度;Г为温度递减率-6.5 K/km。

Part4 ERA5 PWV的计算

插值得到测站处的气象参数温度、气压相对湿度后,利用公式求得PWV即可:

g是重力加速度,我考虑了纬度和高程变化。

a1=5.2885×10^-3;a2=-5.9×10^-6;

Re=6378.1km;Rp=Re-21.5km

Part5 Matlab部分代码如下(代码输出GNSS站点位置的ERA5 PWV)

这个代码包括了水平方向和垂直方向的补偿,获取方式在

详细代码在公众号WZZHHH获取

% 利用ERA5解算出GNSS站点位置出温度、气压、Tm以及PWV
clc;clear;% 计算的年份以2020年为例
nc_path    = 'D:\paper_write\paper_code\2\ERA5\2020\';  % 原始ERA5的存放地址
Edata_path = 'D:\paper_write\paper_code\2\mat\ERA5\';    % ERA5读取后数据存放
[station_x,~] = xlsread('D:\paper_write\paper_code\2\xls\使用站点的经纬度高程.xlsx');       % GNSS站点经纬度坐标%% ----------------------------NC数据读取-------------------------------
% 读取原始ERA5文件夹下所有nc数据
List = dir(fullfile(nc_path,'*.nc'));% pwvera5:gnss站点积分得到的PWV
ERA_P=[];ERA_T=[];tmm_all=[];pwvera5=[];esat=[];
for I = 1:size(List,1)% nc的具体路径filen = [nc_path List(I).name];% 用ncinfo读取nc数据里面的元素,找到我们下载数据的缩写% aa = ncinfo(filen);% 例如:z:位势、t:温度、r:相对湿度、q:比湿度、levels:气压z = ncread(filen,'z');t = ncread(filen,'t');r = ncread(filen,'r');q = ncread(filen,'q');levels = ncread(filen,'level');Time_num = ncread(filen,'time');latitude = ncread(filen,'latitude');longitude = ncread(filen,'longitude');% 提前根据时间长度分配空间times = length(Time_num);Tm = zeros(times,size(station_x,1));     % 插值得到的站点Tmpwera = zeros(times,size(station_x,1));  % 插值得到的站点pwvERAT = zeros(times,size(station_x,1));   % 插值得到的站点温度ERAPR = zeros(times,size(station_x,1));  % 插值得到的站点气压es = zeros(times,size(station_x,1));     % 插值得到的站点水汽压

这篇关于ERA5和GNSS站点不并址的处理方法二:垂直补偿(获得GNSS站点高度的PWV、温度和气压,基于matlab)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



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