CN104714239B - 一种北斗卫星大气层水汽含量测量仪 - Google Patents

一种北斗卫星大气层水汽含量测量仪 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种北斗卫星大气层水汽含量测量仪，包括机箱，所述机箱内设置有工控主机、气象数据采集器、差分接收机以及北斗短报文模块，所述气象数据采集器、差分接收机和北斗短报文模块分别与所述工控主机相连，还包括3G/4G模块和蓄电池。本发明的有益效果在于，本发明提供一种一体化设计、安全可靠、使用便捷且准确度高的北斗卫星大气层水汽含量测量仪。

Description

一种北斗卫星大气层水汽含量测量仪
技术领域
本发明属于气象学中的地基水汽测量技术领域，尤其涉及一种北斗卫星大气层水汽含量测量仪。
背景技术
大气水汽含量是进行天气预报特别是强降水预报的重要指标。导航卫星信号在穿越大气对流层时，受到其折射影响而产生信号延迟。由于信号延迟和大气参数之间具有很好的相关性，因而可以利用导航卫星信号，以遥感的方式来探测大气参数，研究对流层大气参数的空间分布和变化规律。通过导航卫星数据反演大气水汽，相比使用探空气球和微波辐射计，可提供高时空分辨率的大气水汽数据，是全世界气象领域推崇和使用的一项高技术产品。目前，利用全球卫星导航系统探测地球大气的技术依靠的是美国的GPS，并由此衍生出一门新的交叉学科--GPS气象学。
然而，目前使用的GPS水汽探测设备存在很多问题：
(1)GPS系统受美国军方控制，可以随时对需要的地区进行干扰，有很大的潜在风险和不安全因素；
(2)核心技术受美国控制，价格极高；
(3)使用麻烦。传统的做法是，购进数台达到毫米级的、高精度定位的卫星导航接收机组网观测，再购进专用高精度GPS数据处理软件；同时，还需要外部提供精确的卫星轨道和钟差，也需要外置的气象设备用于测量当地的温度、湿度、气压、风速等数据，还需要把不同站位的GPS原始数据传回数据中心集中处理。因此，该类产品存在数据种类多、传输工作量大、过程繁琐、操作麻烦等缺陷；
(4)无法实现水汽的实时监测，包括美国在内的所有国家，在利用GPS技术和产品进行大气层水汽含量测量时，都存在一个共同的缺陷，那就是没有一体化的设备，而是要用多种分散的设备进行测量，再把这些分散的数据收集起来放入专用的软件中进行处理。因此，全世界的GPS水汽探测设备都存在大气层水汽含量数据的提供滞后的缺陷。
北斗卫星导航系统是我国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。该系统2002年1月北斗卫星导航系统试运行，目前系统在轨运行卫星数量已达16颗，具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力。至2020年，具有35颗卫星的、服务于亚太地区和全球的两个系统将建设成功。北斗卫星导航系统的建设，对于我国的国防和整个国民经济现代化建设，有着极其重要的意义。
我国北斗产品在水汽测量设备研制和应用方面仍处于空白状态。自2002年1月北斗卫星导航系统试运行至今，已经13年的时间了。在这13年的时间里，我国已经成功地研制了多种多样北斗卫星导航系统的应用产品。在利用卫星导航信号进行大气层水汽测量方面，由于该类产品是一项高难度的技术，虽然开始了一些理论上的研究，但是，目前我国依靠的仍然是美国等国家的GPS技术和产品。因此，开发我国自己的北斗卫星导航系统的大气层水汽测量设备势在必行。
开发我国北斗卫星导航系统的大气层水汽测量设备，意义非常重大，主要有以下四个方面：
(1)可以打破发达国家利用卫星导航系统对地球大气进行测量的技术垄断；
(2)可以消除我国依赖美国GPS存在的安全隐患；
(3)可以填补我国北斗气象应用的空白；
(4)具有非常好的社会效益和经济效益，不仅可以为我国天气观测设备国产化、低成本化作出开创性的贡献，还可以使我国气象观测设备的先进性及观测网络分布的广泛性都居于世界前列，达到前所未有的水平。
发明内容
鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明的主要目的在于解决现有技术的缺陷，本发明提供一种一体化设计、安全可靠、使用便捷且准确度高的北斗卫星大气层水汽含量测量仪。
本发明提供了一种北斗卫星大气层水汽含量测量仪，包括机箱，所述机箱内设置有工控主机、气象数据采集器、差分接收机以及北斗短报文模块，所述气象数据采集器、差分接收机和北斗短报文模块分别与所述工控主机相连，还包括3G/4G模块和蓄电池，其中：
所述工控主机中设置有相互连接的单点定位模块和水汽反演模块，所述差分接收机与所述单点定位模块相连，所述气象数据采集器与所述水汽反演模块相连，所述箱体一侧面设置有差分接收机接口和气象传感器接口，所述差分接收机通过所述差分接收机接口与外部的扼流圈天线相连，所述气象数据采集器通过所述气象传感器接口与外部的气象传感器相连；
所述差分接收机还与所述3G/4G模块相连，所述箱体一侧面还设置有3G/4G天线接口，所述3G/4G模块通过所述3G/4G天线接口与外部的3G/4G天线相连，所述3G/4G天线用于接收北斗连续跟踪站网播发的卫星数据信息并将其发送给所述3G/4G模块，所述3G/4G模块用于接收所述3G/4G天线发送的卫星数据信息并将其发送给所述差分接收机，所述差分接收机用于将接收到的卫星数据信息发送给所述单点定位模块，所述单点定位模块用于对接收到的卫星数据信息进行解算得到天顶总延迟量ZTD和该北斗卫星大气层水汽含量测量仪的位置信息，同时将天顶总延迟量ZTD发送至所述水汽反演模块；
所述气象传感器将采集到的气象数据通过所述气象传感器接口传送至所述气象数据采集器，所述气象数据采集器将接收到的气象数据转换成数字信号后传送至所述水汽反演模块，所述水汽反演模块将接收到的天顶总延迟量ZTD和数字信号进行解算，得到实时的大气水汽含量；
所述箱体的一侧面还设置有北斗短报文模块天线接口，所述北斗短报文模块通过所述北斗短报文模块天线接口与外部的北斗卫星收发天线相连，所述北斗短报文模块用于接收所述工控主机传送的实时的水汽含量、气象数据和该北斗卫星大气层水汽含量测量仪的位置信息，同时通过所述北斗卫星收发天线将其发送给相关的气象部门；
所述蓄电池与所述工控主机相连，用于对所述工控主机进行供电，所述箱体的一侧面还设置有电源接口，所述电源接口与所述蓄电池相连，通过所述电源接口与外部的供电装置相连接，用于对所述工控主机直接进行供电或对所述蓄电池进行充电；以及
所述机箱内还设置有显示屏，所述显示屏与所述工控主机相连，通过所述显示屏对所述工控主机进行操作。
可选的，所述箱体的另一侧设置有多个USB接口、多个串口、多个网口以及多个卫星通讯接口。
可选的，所述卫星数据信息包括北斗精密星历、钟差数据、伪距、载波相位以及多普勒频移。
可选的，所述箱体的另一侧还设置有存储卡接口。
可选的，所述多个USB接口为4个USB接口。
可选的，所述多个串口为4个串口，且均为DB9接口。
可选的，所述网口为2个网口。
可选的，所述差分接收机接口为TNC接口或SMA接口。
可选的，所述北斗短报文模块天线接口和3G/4G接口均为SMA接口。
可选的，所述显示屏为触摸式液晶显示屏，其尺寸为4～5寸。
本发明具有以下优点和有益效果：
(1)本发明提供的一种北斗卫星大气层水汽含量测量仪可以填补北斗在该领域应用的空白，本发明使用中国自主的北斗卫星导航系统，该北斗卫星大气层水汽含量测量仪中卫星信号接收、处理的硬件、软件全部由申请单位自行研制，可以使我国多行业期盼的北斗大气层水汽含量测试仪由理想和理论研究变成了现实，也能避免使用GPS潜在的不安全因素；
(2)本发明提供的一种北斗卫星大气层水汽含量测量仪提供的水汽测量数据时不再滞后，可以在任何地点、任何时间、只要加电，可以立即提供即时的大气层水汽含量；
(3)本发明提供的一种北斗卫星大气层水汽含量测量仪本身具备通讯、组网能力，既可以提供本站点即时的大气层水汽含量，又可以与其它站点通讯组网，向用户提供大范围内的大气层水汽含量的即时数据；
(4)本发明提供的一种北斗卫星大气层水汽含量测量仪通过一体化设计，同时通过一体化设计，提高了该测量仪使用的便携性，使该测量仪成为一种全新的、价格低廉的大气层水汽测量专用设备，能极大的方便用户的使用，同时，所述机箱为防水和防尘机箱，保证了该机箱的防水和防尘性能
附图说明
图1为本发明提供的一种北斗卫星大气层水汽含量测量仪的原理框图；
图2为本发明提供的一种北斗卫星大气层水汽含量测量仪的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
如图1和图2所示：本发明实施例的一种北斗卫星大气层水汽含量测量仪，包括机箱，所述机箱内设置有工控主机4、气象数据采集器6、差分接收机2以及北斗短报文模块8，所述气象数据采集器6、差分接收机2和北斗短报文模块8分别与所述工控主机4相连，还包括3G/4G模块11和蓄电池1，其中：所述工控主机4中设置有相互连接的单点定位模块3和水汽反演模块5，所述单点定位模块3可选PPP单点精密定位模块，所述差分接收机2与所述单点定位模块3相连，所述气象数据采集器6与所述水汽反演模块5相连，所述箱体一侧面设置有差分接收机接口20和气象传感器接口16，所述差分接收机2通过所述差分接收机接口20与外部的扼流圈天线12相连，所述扼流圈天线12可优选为四合一扼流圈天线，所述气象数据采集器6通过所述气象传感器接口16与外部的气象传感器13相连；所述差分接收机2还与所述3G/4G模块11相连，所述箱体一侧面还设置有3G/4G天线接口19，所述3G/4G模块11通过所述3G/4G天线接口19与外部的3G/4G天线7相连，所述3G/4G天线7用于接收北斗连续跟踪站网播发的卫星数据信息并将其发送给所述3G/4G模块11，所述3G/4G模块11用于接收所述3G/4G天线7发送的卫星数据信息并将其发送给所述差分接收机2，所述差分接收机2用于将接收到的卫星数据信息发送给所述单点定位模块3，所述单点定位模块3用于对接收到的卫星数据信息进行解算得到天顶总延迟量ZTD和该北斗卫星大气层水汽含量测量仪的位置信息，同时将天顶总延迟量ZTD发送至所述水汽反演模块5；所述气象传感器13将采集到的气象数据通过所述气象传感器接口16传送至所述气象数据采集器6，所述气象数据采集器6将接收到的气象数据转换成数字信号后传送至所述水汽反演模块5，所述水汽反演模块5将接收到的天顶总延迟量ZTD和数字信号进行解算，得到实时的大气水汽含量；所述箱体的一侧面还设置有北斗短报文模块天线接口8，所述北斗短报文模块通8过所述北斗短报文模块天线接口21与外部的北斗卫星收发天线9相连，所述北斗短报文模块8用于接收所述工控主机4传送的实时的水汽含量、气象数据和该北斗卫星大气层水汽含量测量仪的位置信息，同时通过所述北斗卫星收发天线9将其发送给相关的气象部门；所述蓄电池1与所述工控主机4相连，用于对所述工控主机4进行供电，所述蓄电池的电压和容量可根据整个测量仪的耗电量及电源接口来确定，并可支持太阳能充电，所述箱体的一侧面还设置有电源接口14，所述电源接口14与所述蓄电池1相连，通过所述电源接口与外部的供电装置相连接，用于对所述工控主机直接进行供电或对所述蓄电池1进行充电；以及所述机箱内还设置有显示屏10，所述显示屏10与所述工控主机4相连，通过所述显示屏10对所述工控主机4进行操作，所述工控主机4主要作为单点定位模块和水汽反演模块的运行平台，另外，工控主机也作为整个仪器的控制中心，除了运行上述所述的单点定位模块和水汽反演模块外，还起到通过显示屏进行人机交互，控制差分接收机、3G/4G模块以及北斗短报文模块等，所述显示屏支持触摸功能和开关屏功能，所述机箱为防水和防尘机箱，保证了该机箱的防水和防尘性能，同时通过一体化设计，提高了该测量仪使用的便携性；
作为上述实施例的优选实施方式，所述箱体的另一侧设置有多个USB接口15、多个串口、多个网口17以及多个卫星通讯接口。
作为上述实施例的优选实施方式，所述卫星数据信息包括北斗精密星历、钟差数据、伪距、载波相位以及多普勒频移。
作为上述实施例的优选实施方式，所述箱体的另一侧还设置有存储卡接口18，通过该存储卡接口可安装和卸载存储卡，可使用高速SD卡，提高了该北斗卫星大气层水汽含量测量仪的使用效率。
作为上述实施例的优选实施方式，所述多个USB接口为4个USB接口，用于连接鼠标、键盘和工控主机的数据交互等。
作为上述实施例的优选实施方式，所述多个串口为4个串口，且均为DB9接口，提高了该北斗卫星大气层水汽含量测量仪的互换性性能，方便后期的维护和保养。
作为上述实施例的优选实施方式，所述网口为2个网口，所述网口为千兆口，同时也可当作USB接口使用。
作为上述实施例的优选实施方式，所述差分接收机接口为TNC接口或SMA接口。
作为上述实施例的优选实施方式，所述北斗短报文模块天线接口和3G/4G接口均为SMA接口。
作为上述实施例的优选实施方式，所述显示屏为触摸式液晶显示屏，其尺寸为4～5寸。
本发明提供的一种北斗卫星大气层水汽含量测量仪，使用以下技术：
(1)差分接收机
气象专用的差分接收机，不同于市面上已有的仅输出伪距、载波相位、多普勒频移等原始观测量的测量型多频接收机，而是集成了气象观测单元、PPP算法程序和水汽反演模块、可直接输出气象行业需要的大气层水汽含量测量值的专用差分接收机。
解决方案：研制气象专用的差分(B1/B3)接收机，涉及以下几种关键技术：
1)抗转发式干扰技术
转发式干扰会使捕获得到多个相关峰从而影响捕获正确的码相位输出，同时由于转发功率较大还会提高接收信号的噪声水平，影响信噪比。但由于正确信号和干扰信号之间间隔较大，一旦跟踪到正确的信号后，转发信号便不会影响到环路工作。针对此特点，在卫星信峰位置，剔除干扰影响。如果转发信号过强则会抬高接收机噪底水平，信号的捕获策略中采用多峰值鉴别措施，在捕获阶段辨别真实信号，在一般情况下相关会损失1～2dB的处理增益，但这并不会影响接收机的正常工作。
2)高精度测量技术
提高卫星接收机测量精度是提高定位精度的最为本源的一种方法，卫星导航接收机的测量包括伪距、载波相位和多普勒三部分，测量精度取决于硬件设计和跟踪环路设计。伪距测量精度取决于码鉴别器性能及硬件性能，高精度伪距测量应具备足够的射频带宽、高稳定度时钟及理想的码鉴别器，理想的码鉴别器应该是线性的，线性范围尽量大，牵引范围尽量大，对信号幅度不敏感，而且受载波频率估计误差的影响应尽量小，计算量也应尽量小。本方案拟通过提高射频通道带宽、选用高稳晶振，缩窄鉴相器间隔、缩窄环路滤波器带宽、多路相关鉴别算法等方式，减少测量噪声影响，提高码相位鉴别精度从而提高伪距测量精度。
载波相位测量精度同样取决于硬件性能以及载波环性能，载波环性能可通过改进鉴相算法及缩窄鉴相带宽来提高。同时卫星导航接收机利用载波相位测量值进行差分求得多普勒。由于进行差分的两个载波相位测量值时间间隔较短，会导致多普勒测量值误差较大，为了降低多普勒测量误差，提高多普勒测量精度，本发明采用多项式曲线对载波相位进行拟合，以滤除噪声。设载波相位在t1，t2，…，tn时刻的测量值为φ(t1)，φ(t2)，…，φ(tn)，采用m次多项式曲线A0+A1t+A2t2…，Amtm进行拟合，则有公式(1)：
利用最小二乘法解出多项式系数A0，A1，…，Am，其中系数A1即为载波多普勒。
(2)北斗信号延迟量剥离技术
北斗卫星信号穿过大气层时，由于大气层水气含量不同，使卫星信号到达地球延迟量不同，为了精确的测定大气层的水气含量，必须对卫星信号到达地球延迟量进行精确的测定，进而获得大气层水汽的精确含量，是我们该发明要研制的核心技术。
解决方案：北斗卫星发射的无线电信号在穿过大气层时，受到电离层电子和中性大气的折射产生延时，其中因频散大气造成的延迟主要集中在电离层，一般被称为“电离层延迟”，这部分延迟变化较大，在天顶方向的厚度约1至15米。它的一阶改正和电磁波的辐射频率的平方成反比，具体的大小依赖于电子数密度总量。在精密测量时采用双频技术消除，消除精度可达到毫米精度。由非电离大气的折射造成的部分可称为“中性延迟”，由于这部分的大气主要集中在对流层，因此有人也称它为“对流层延迟”，这部分延迟在天顶方向的数量达250厘米左右。水汽反演主要就是利用水汽含量与对流层延迟之间的关系建立起的水汽反演方程。
中性大气延时可分为两部分。通常把水汽折射率的偶极分量从水汽和大气中其他成分的折射率的非偶极分量中分开来单独处理，较大的部分与地面气压有关称为“流体静力学延时”，较小的部分与水汽分布有关称为“湿延时”。静力延迟在自上传输至1000hPa时大约有230cm。假设静力平衡，地面气压观测有0…5hPa的精度，这项延迟可被估计到好于1mm(见公式(3))。由于静力平衡引入的误差依赖于实际的风场和地势，一般为正常情况的0.01％，对应0.2mm的天顶距极端情况也只能引起几毫米的误差。
本发明使用随机滤波和其它统计技术，在PPP处理过程中，从北斗数据中提取天顶湿延迟量。
(3)水汽含量反演技术
根据天顶和斜向对流层延时量，配合气压和温度观测值，提取天顶方向和倾斜的水汽含量，构建区域水汽层析模型，并探索预报模型的同化方法。
解决方案：
PWV(Precipitable Water Vapor，天顶柱积分水汽含量)是将单位面积垂直方向上气柱内的全部水汽凝结为液态水时的高度，单位一般用厘米或毫米表示。北京地区地基GPS监测网资料显示，近年来北京地区GPS/PWV的变化范围在几个毫米到80毫米之间。
PWV也常被称为可降水量，如朱乾根等(1992)就对可降水量有过定义，并指出：一个地区较大的降水，其量远远超过该地区的可降水量。例如中纬度夏季，一块积雨云的水汽全部凝结下降至地面也只有10～20mm的降水。即使在热带海洋气团或季风气团中，其可降水量最多也只有50～60mm。何况一个地区上空整层大气的水汽含量并不能够完全凝结下降，而一次暴雨却往往一天就可以达到100～200mm。因此，某地区要下一场较大的降水，就必须要有足够的水汽从源地不断向该地区供应。特别是在降暴雨时更需要有潮湿空气的不断输送。应用公式(1)可以计算得到探空廓线的PW值：
此处PW的单位为mm，ρ水为液态水的密度(单位g·cm-3)，ρ汽为水汽的密度(单位kg·m-3)，ρ为空气密度(单位g·cm-3)，q为比湿(单位g·kg-1)，z为高度(单位m)，g为重力加速度(9.8m·s-2)，p为气压(单位103·Pa)。
应用BD反演PWV的方法与(3)中的原理并不相同。相比于在真空中传播，BD信号在中性大气(也可以理解为对流层)中的传播时间会被延长，此段延长时间所对应的距离就被称为延迟量，通过模拟这个延迟量，进而根据经验公式就能够反演得到PWV。目前的实验结果表明地基PWV的反演精度可以达到1～2mm。求解BD/PWV的具体方法如下：
ZTD＝ZHD+ZWD (4)；
其中，ZHD(Zenith Hydrostatic Delay)代表天顶静力学延迟(单位mm)，是由不含水汽的中性大气所引起的BD信号延迟，它可以表示为地面气压的函数，对于同一个测站在相同的季节里ZHD的变化较小，近似为一个常数；ZWD(Zenith Wet Delay)是天顶湿延迟(单位mm)，是由大气中的水汽引起的BD信号延迟，ZWD随着时间和地域的不同会有非常显著的变化：
此处Ps表示接收机天线处的大气压强，单位hpa，其中：
f(λ，H)＝(1-0.00266cos(2λ)-0.00028H)，λ是地理纬度，H为测站海拔高度(单位km)。所以，只要已知站点的地理纬度、海拔高度、站点处大气压强就可以求得ZHD，进而得到
ZWD＝ZTD-ZHD；
PW与湿延迟ZWD间存在统计关系。Businger等(1996)给出的经验公式为，
PW＝∏×ZWD (6)；
其中，
ρw是水汽密度，Rv是水汽的气体常数，Tm是加权平均温度，∏≈0.15，它的最大变化幅度可以达到15％(Bevis等，1992)。因此，1mmPW对应的ZWD约为6.5mm，其中，k1，k2，k3是Davis等(1985)大气折射指数公式N中的系数。
根据Bevis等(1992)，
Tm＝70.2+0.72Ts (8)
其中Ts是接收机天线处温度，本发明根据本地探空观测数据得到更适宜本地区的Tm与Ts的统计关系；
根据天顶方向的PWV、投影函数和观测值残差，可以计算出每个卫星传播方向的水汽含量。然后，利用区域组网的斜向水汽含量，可以重构区域的三维水汽场，进而将水汽场同化到预报模式中，以改善短期预报的准确性。
本发明是基于北斗卫星导航系统的北斗卫星大气层水汽测量仪，远在21,000Km太空的北斗卫星发射的信号，穿过地球电离层和大气层到达接收设备时，由于电波垂直折射指数变化，路径出现弯曲，引起附加信号延迟，可以通过对这种延迟的监测来反演大气折射率，进一步推测大气参数，进而得到大气层中水汽的含量；这里大气层延迟量可划分为电离层延迟、静力延迟和湿项延迟；通过双频技术，可以将电离层延迟几乎完全消除；静力延迟与地面观测量具有很好的相关，可以修正到毫米量级。这样就得到了毫米量级的湿项延迟。湿项延迟与水汽总量(PW)可建立严格的正比关系。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种北斗卫星大气层水汽含量测量仪，其特征在于：包括机箱，所述机箱内设置有工控主机、气象数据采集器、差分接收机以及北斗短报文模块，所述气象数据采集器、差分接收机和北斗短报文模块分别与所述工控主机相连，还包括3G/4G模块和蓄电池，其中：
所述工控主机中设置有相互连接的单点定位模块和水汽反演模块，所述差分接收机与所述单点定位模块相连，所述气象数据采集器与所述水汽反演模块相连，所述机箱一侧面设置有差分接收机接口和气象传感器接口，所述差分接收机通过所述差分接收机接口与外部的扼流圈天线相连，所述气象数据采集器通过所述气象传感器接口与外部的气象传感器相连；
所述差分接收机还与所述3G/4G模块相连，所述机箱一侧面还设置有3G/4G天线接口，所述3G/4G模块通过所述3G/4G天线接口与外部的3G/4G天线相连，所述3G/4G天线用于接收北斗连续跟踪站网播发的卫星数据信息并将其发送给所述3G/4G模块，所述3G/4G模块用于接收所述3G/4G天线发送的卫星数据信息并将其发送给所述差分接收机，所述差分接收机用于将接收到的卫星数据信息发送给所述单点定位模块，所述单点定位模块用于对接收到的卫星数据信息进行解算得到天顶总延迟量ZTD和该北斗卫星大气层水汽含量测量仪的位置信息，同时将天顶总延迟量ZTD发送至所述水汽反演模块；
所述气象传感器将采集到的气象数据通过所述气象传感器接口传送至所述气象数据采集器，所述气象数据采集器将接收到的气象数据转换成数字信号后传送至所述水汽反演模块，所述水汽反演模块将接收到的天顶总延迟量ZTD和数字信号进行解算，得到实时的大气水汽含量；
所述机箱的一侧面还设置有北斗短报文模块天线接口，所述北斗短报文模块通过所述北斗短报文模块天线接口与外部的北斗卫星收发天线相连，所述北斗短报文模块用于接收所述工控主机传送的实时的水汽含量、气象数据和该北斗卫星大气层水汽含量测量仪的位置信息，同时通过所述北斗卫星收发天线将其发送给相关的气象部门；
所述蓄电池与所述工控主机相连，用于对所述工控主机进行供电，所述机箱的一侧面还设置有电源接口，所述电源接口与所述蓄电池相连，通过所述电源接口与外部的供电装置相连接，用于对所述工控主机直接进行供电或对所述蓄电池进行充电；
所述机箱内还设置有显示屏，所述显示屏与所述工控主机相连，通过所述显示屏对所述工控主机进行操作。
2.根据权利要求1所述的北斗卫星大气层水汽含量测量仪，其特征在于，所述机箱的另一侧设置有多个USB接口、多个串口、多个网口以及多个卫星通讯接口。
3.根据权利要求1所述的北斗卫星大气层水汽含量测量仪，其特征在于，所述卫星数据信息包括北斗精密星历、钟差数据、伪距、载波相位以及多普勒频移。
4.根据权利要求1所述的北斗卫星大气层水汽含量测量仪，其特征在于，所述机箱的另一侧还设置有存储卡接口。
5.根据权利要求2所述的北斗卫星大气层水汽含量测量仪，其特征在于，所述多个USB接口为4个USB接口。
6.根据权利要求2所述的北斗卫星大气层水汽含量测量仪，其特征在于，所述多个串口为4个串口，且均为DB9接口。
7.根据权利要求2所述的北斗卫星大气层水汽含量测量仪，其特征在于，所述网口为2个网口。
8.根据权利要求1所述的北斗卫星大气层水汽含量测量仪，其特征在于，所述差分接收机接口为TNC接口或SMA接口。
9.根据权利要求1所述的北斗卫星大气层水汽含量测量仪，其特征在于，所述北斗短报文模块天线接口和3G/4G接口均为SMA接口。
10.根据权利要求1所述的北斗卫星大气层水汽含量测量仪，其特征在于，所述显示屏为触摸式液晶显示屏，其尺寸为4～5寸。
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