水汽可从诸多方面影响天气变化,影响着辐射平衡、能量输送、云的形成和降水,是大气中最重要的气体成分之一,而且对小尺度的灾害天气有很强的指示意义。因此,及时准确地监测大气中水汽的含量及其变化情况具有十分重要的意义。但是目前探测水汽的时空分布手段如无线电探空、微波辐射计或卫星遥感等都存在时间或空间分辨率不高的问题。雪是水文系统中最重要的组成部分之一,它影响水循环和大气循环。积雪深度是表征积雪信息的主要参数之一,对于融雪径流预报、农牧业生产和雨雪灾害的防灾减灾方面都具有重要意义。目前主要以手动、回声探测雪深、辐射测量等以地面测量为主的测量技术由于成本高、时间或时空分辨率低等问题极大限制了该领域的进展。但随着地基GPS气象和GPS-MR探测雪深理论的不断完善,加之全球不断增加的GPS跟踪站,因其具有高精度、高时空分辨率、全天候、实时连续和维护简单等特点,使得地基GPS作为一种全新的传感器在空间天气监测中发挥着越来越重要的作用。本文首先阐述了GPS遥感水汽和GPS-MR技术用于降雪厚度监测的基本原理,其次给出了用于雨雪天气监测的GPS跟踪站的要求,最后利用实验数据分析其可行性和有效性。本文选取PBO网络中位于美国蒙大拿州Island Park地区的P360站2013至2015年GPS观测数据,结合气象文件通过GAMIT解算获取了该站的大气可降水量PWV;利用GPS-MR技术得到反演降雪厚度,并与实际降水和实测雪深数据进行了对比分析。首先通过对比2013年的反演PWV和雪深数据与降雨量和雪深可以看出PWV和降雨具有强相关性,GPS-MR技术的反演雪深值和实测雪深相关系数为0.97,均方根误差(RMSE)为0.12m,呈显著相关;其次对比2013-2015年连续3年的PWV与实际降雨量、反演降雪厚度与实测降雪厚度,其变化规律与2013年类似,且具有明显的周期性变化。本文实验结果分析表明地基GPS跟踪站不仅可用于连续、实时、高时间分辨率的可降水量监测,同时也可用于连续、实时、高时间分辨率的冬季测站周围的降雪厚度监测,从而进一步拓展了GPS在天气监测中的应用范围。