水汽分布在天气变化中起着十分关键的作用。它随时空的变化对气象预报特别是水平尺度100km左右、生命史只有几个小时的中小尺度灾害性天气的监视和预报具有特别重要的指示意义。常规大气观测手段的时空分辨率限制了我们对水汽的时变特性和空间分布的认识,严重制约了水汽资料在气象方面的应用。GPS探测水汽与其他观测手段相比,具有时效性强、精度高、时间分辨率高、易于维护和更新、费用较低、可全天候观测、不受气溶胶和云的影响等优点,目前GPS气象学已成为大地测量、气象研究的前沿性课题。本论文首先介绍了国内外GPS气象学的理论研究和GPS监测网的建设现状。在总结前人研究成果基础上,详细分析了GPS气象学的原理。特别对全球对流层天顶延迟变化特征进行分析,得出其主要取决于测站的纬度和高程的结论,这对GPS气象区域网的建立有一定的指导意义。并详细介绍了GAMIT软件的安装以及使用,指出在不同LINUX版本上的安装会有所不同。通过试验,验证了前人在准实时GPS水汽反演相关问题上的研究结果,并提出了不同的解决方案,特别在解算水汽时段上,本论文认为,解算时段为12小时最佳。最后将GPS水汽反演资料与探空资料进行初步的比较,得到吻合的水汽变化趋势,均方差为3.49mm,并利用佘山站反演资料结合上海地区2008年8月25日暴雨降水过程做了简单分析,看出水汽含量的增加并处于较高的值时,很好的预示了降雨过程的出现,并与降雨过程保持较好的一致性,这对暴雨天气分析和预报有着很好的指示意义。