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GPS气象学是20世纪90年代兴起的一门学科。地面气压sP和加权平均温度mT是地基GPS气象学的两个重要参数。本文针对缺少气象观测数据的GPS测站,利用欧洲中尺度天气预报中心(ECMWF)再分析资料获得较高时空分辨率的气象观测值,研究基于ECMWF再分析资料的GPS反演PWV方法。此外,还建立一种无需任何气象资料直接利用测站纬度和年积日计算转换系数K的新模型。主要内容及结果: 1.介绍了几种再分析资料及其应用,主要介绍了ECMWF的研究进展及ECMWF提供的ERA-Interim平均海平面气压(MSLP)数据的提取与还原。重点介绍利用Matlab程序查看、提取和还原MSLP数据(nc文件)的各项数值和属性的方法。 2.分析了利用ECMWF平均海平面气压数据插值得到任意GPS站气压数据的空间插值方法。利用2012年第122-152天的ECMWF提供的ERA-Interim/MSLP数据(0.75°×0.75°)插值获得武汉IGS站(WUHN)平均海平面气压。通过与地方气压观测值对比,结果表明采用最近的四个格网点气压的平均值(简称“平均值法”)作为该站海平面气压值的精度最高,RMSD小于0.54hPa,反距离加权(简称“IDW”)计算的精度次之,RMSD小于0.55hPa,而直接利用与WUHN站最近的格网点作为该站气压数据(简称“最近点法”)的精度最低,RMSD为0.73hPa。 3.分析了利用ECMWF/MSLP数据插值得到任意GPS站30min气压数据的时间插值方法。利用武汉地区地方气压观测数据验证ECMWF、美国科罗拉多大气研究大学联盟(UCAR)提供的气压资料在该地区的适用性。结果表明,UCAR数据与地方观测值存在约1.7hPa的系统性偏差。利用ECMWF逐6hMSLP数据进行插值获得的30min气压数据的精度优于1.31hPa。 4.利用武汉探空站2012第122-152天的探空资料建立适用于该地区的局地mT模型。结果表明线性回归模型的精度略高于Bevis公式,RMSD为2.32K。此外,通过武汉探空站2010～2012年3年的探空数据建立了一种仅与测站纬度和年积日有关的计算转换系数K的新模型,该模型RMSD为0.0024,与Bevis模型计算K值精度相当。 5.评估了基于ECMWF的GPS反演PWV的精度。利用插值获得的30min气压数据和建立的局地mT模型将武汉IGS站(WUHN)提供的对流层天顶延迟(ZTD)转换为PWV,并与邻近的探空PWV(RSPWV)以及UCAR提供的PWV(UCARPWV)进行对比。结果表明,在剔除大于2倍中误差后的GPSPWV与RSPWV、UCARPWV与RSPWV之间的差值的RMSD分别为3.23mm、7.56mm,相关系数分别为0.8977、0.9232。结果表明该方法具有可行性。