顾及GNSS水汽分布特性和站间距离的优化IDW插值方法

来源：南京信息工程大学学报·自然科学版杂志2022年第3期北京时间：

作者：闫香蓉，王晓春，梁薇，穆雅璇，宋雨龙，丁楠，张文渊

单位：闫香蓉,江苏师范大学 地理测绘与城乡规划学院, 徐州, 221116,王晓春,江苏师范大学 地理测绘与城乡规划学院, 徐州, 221116,梁薇,江苏师范大学 地理测绘与城乡规划学院, 徐州, 221116,穆雅璇,江苏师范大学 地理测绘与城乡规划学院, 徐州, 221116,宋雨龙,江苏师范大学 地理测绘与城乡规划学院, 徐州, 221116,丁楠,江苏师范大学 地理测绘与城乡规划学院, 徐州, 221116,metdingnan@163.com张文渊,中国矿业大学 环境与测绘学院, 徐州, 221116

摘要：针对大气可降水量(Precipitable Water Vapor,PWV)精细化过程中插值算法的选取,本文系统性地分析了线性插值三角网法、克里金插值法、空间反距离(Inverse Distance Weighting,IDW)插值法3种方法,并提出了顾及GNSS水汽特性和站间距离的优化IDW插值方法.该方法通过分析GNSS站点距离与大气水汽分布特性对插值结果的影响,进而对插值参数进行优化,使插值结果靠近高精度的观测值.利用2017年5—7月徐州连续运行参考站的GNSS实测数据与探空站数据对该方法进行分析,实验结果表明:顾及GNSS水汽特性和站间距离的优化IDW插值方法的标准差、平均绝对误差、平均相对误差、均方根误差都要低于其他3种经典插值方法,其中均方根误差分别降低了14.88％、15.70％、4.12％.此外,本文分析了暴雨天气下不同插值算法重构高分辨率大气水汽分布图的能力,发现采用优化IDW插值方法能够显著减小采样站点分布不均及降水量激增造成的插值误差.这表明优化方法有助于重构局部地区稀疏GNSS站网的高分辨率大气水汽分布图,改进监测能力.

关键词：GNSS水汽反演;大气可降水量;空间插值;反距离加权法

基金资助：国家自然科学基金(41904013);江苏师范大学自然科学研究基金(19XSRS010);江苏省大学生创新创业训练计划(202010320 126Y)