中国区域MERRA-2资料计算ZTD和ZWD的精度分析

作者:黄良珂; 郭立杰; 刘立龙; 黄远林; 谢劭峰; 康传利
来源:武汉大学学报(信息科学版), 2021, 1-11.

摘要

对流层延迟是影响高精度定位与导航的主要误差之一,也是全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)水汽探测的关键参数。美国航空航天局(National Aeronautics and Space Administration, NASA)发布了最新一代的大气再分析资料(MERRA-2资料),其可用于计算高时空分辨率的对流层延迟产品,但是目前尚无文献对MERRA-2资料计算对流层天顶延迟(Zenith Tropospheric Delay, ZTD)和天顶湿延迟(Zenith Wet Delay, ZWD)的精度进行分析。为此,本文联合2015年中国陆态网214个GNSS站ZTD产品和分布于中国区域的87个探空站资料,对MERRA-2资料在中国区域计算ZTD/ZWD精度进行了评估。结果表明:(1)以陆态网ZTD为参考值,MERRA-2资料积分计算ZTD的年均偏差和RMS误差分别为0.32 cm和1.21 cm,且偏差和RMS误差均表现出一定的季节变化,总体上呈现为夏季精度低,冬季精度高;在空间分布上,偏差随纬度和高程的变化趋势并不明显,但RMS误差随纬度和高程的增加总体上呈现递减的趋势。(2)以探空站计算ZWD和ZTD数据为参考值,MERRA-2资料积分计算ZWD和ZTD的年均偏差值分别为0.37 cm和0.53 cm,RMS误差分别为1.44 cm和1.61 cm,而ZWD/ZTD的偏差和RMS误差也表现出一定的时空特性,其时空特性与陆态网GNSS ZTD产品检验结果相似。由此表明MERRA-2再分析资料在中国区域计算ZTD/ZWD具有很高的精度和良好的稳定性,建议可作为中国区域高精度、高分辨率对流层延迟模型构建及高精度GNSS水汽探测的数据源。