CN116068670A - 一种无地面网络区适用的北斗水汽场实时重构方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种无地面网络区适用的北斗水汽场实时重构方法，包括：构建站星斜向大气水汽信息与观测射线方位角和高度角的函数关系模型并实时估计模型系数；将模型系数和气象站观测的常规气象要素进行编码，并通过北斗卫星短报文通讯技术传输至数据处理中心，数据处理中心利用各北斗基准站传输的模型系数，按照指定的方位角和高度角间隔恢复并加密计算监测区所有北斗基准站的斜向大气水汽观测信息；构建覆盖整个监测区的三维水汽层析函数模型，求解模型参数进而重构监测区的三维水汽场分布。本发明不仅解决了现有技术无法利用北斗实时重构边远无地面网络区三维水汽场的问题，而且提升了三维水汽场重构的精度。
Description
技术领域
本发明涉及卫星导航应用中的三维水汽场重构领域，尤其涉及一种无地面网络区适用的北斗水汽场实时重构方法及装置。
背景技术
大气水汽含量及其变化深刻影响着整个大气圈的水循环、辐射平衡和能量输送过程。此外，大气水汽还是形成雨、雪、雹、霜、露、云、雾等一系列天气现象的重要因素，其含量的时空变化对大气垂直稳定度、暴风雨等极端天气事件的形成和演变有着显著的影响，因此，精细化监测三维大气水汽场的时空变化对提高天气预报精度和灾害性气象天气预警具有重要作用。
北斗大气水汽监测技术是通过处理地面基准站的北斗观测信号，反演大气水汽含量。相比较传统大气水汽监测技术（如无线探空、水汽辐射计、气象卫星等），北斗大气水汽监测技术具有全天候、高精度、高时间分辨率、低成本、连续观测、无需定标等优势。因此，北斗大气水汽观测已经被全球气候观测系统高空参考网络列为I类观测手段。
利用单个北斗基准站仅可监测基准站点处的垂向大气水汽总含量。通过联合区域北斗基准站网与卫星星座构成的所有“站-星”斜向水汽观测信息，利用层析成像技术可重构三维大气水汽场，进而将单站的“站点式”垂向大气水汽总含量监测拓展至三维“立体式”大气水汽场的监测，可大大改善中小尺度数值天气观测和预报的能力。
空间泛在且及时高效的大气水汽信息是精准天气预报的前提。然而，复杂山林地带、海洋等边远无人区域，由于其地面通讯网络覆盖薄弱，导致该区域北斗基准站无法实现大气水汽信息的实时计算和及时回传，限制了大气水汽监测的空间泛在能力和时效性。新一代北斗三号系统可提供星基精密单点定位服务（PPP-B2b），既利用卫星播发北斗大气水汽计算所需的精密卫星轨道和钟差信息，进而解决了边远无人区北斗大气水汽实时计算的问题。此外，北斗系统还具备无覆盖盲区、全天候实时通信的星基短报文通讯功能，进而为边远无人区北斗监测大气水汽信息的及时回传提供了可能。
在气象领域，现阶段依赖北斗短报文通讯回传的数据仅涉及基本气象要素和北斗监测的“站点式”垂向大气总水汽含量信息。但是，北斗三维水汽场重构需输入北斗基准站网观测的所有“站-星”斜向水汽观测信息及其各个观测射线的方位角和高度角信息。鉴于其较大的数据量，加之北斗短报文通讯有限的通讯带宽，现有技术无法利用北斗重构边远无地面网络区域的三维水汽场，进而限制了针对大气水汽场的监测能力。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的无法利用北斗实时重构边远无地面网络覆盖区三维水汽场的缺陷与问题，提供一种无地面网络区适用的北斗水汽场实时重构方法及装置。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种无地面网络区适用的北斗水汽场实时重构方法，包括：
在无地面网络区北斗基准站端实时计算站星斜向对流层延迟信息；
利用与北斗基准站并址气象站观测的气压和温度信息，分别计算对流层延迟的干分量和大气加权平均温度信息；
利用所有站星斜向对流层延迟信息和对流层延迟干分量信息，计算所有站星斜向对流层延迟湿分量信息；
利用所有站星斜向对流层延迟湿分量信息和大气加权平均温度信息，计算所有站星斜向大气水汽信息；
构建站星斜向大气水汽信息与观测射线方位角和高度角的函数关系模型，并实时估计所构建函数关系模型的模型系数；
将模型系数和气象站观测的常规气象要素进行编码，并通过北斗卫星短报文通讯技术传输至数据处理中心，数据处理中心接收并解码所有北斗基准站传输的模型系数，采用所构建的函数关系模型，利用各北斗基准站传输的模型系数，按照指定的方位角和高度角间隔恢复并加密计算监测区所有北斗基准站的斜向大气水汽观测信息；
整合监测区加密的斜向大气水汽观测信息，利用滑动开窗法，构建覆盖整个监测区的三维水汽层析函数模型，采用代数重构算法求解三维水汽层析函数模型的模型参数，进而重构监测区的三维水汽场分布。
所述站星斜向对流层延迟信息的计算方法为：
基于无地面网络区北斗基准站的实时观测数据，结合北斗三号卫星PPP-B2b播发的实时卫星轨道和钟差信息，利用精密单点定位算法，在北斗基准站端实时计算站星斜向对流层延迟信息。
所述站星斜向对流层延迟湿分量的计算公式为：
；
式中，为号基准站观测号卫星的斜向对流层延迟湿分量；为号基准站观测号卫星的斜向对流层总延迟量；为号基准站观测号卫星的斜向对流层延迟干分量。
所述站星斜向大气水汽信息的计算公式为：
；
式中，为号基准站观测号卫星的斜向大气水汽信息；为转化系数；为号基准站观测号卫星的斜向对流层延迟湿分量；为液态水密度；为水汽气体常数；为大气加权平均温度；为大气温度；和为常数。
所述站星斜向大气水汽信息与观测射线方位角和高度角的函数关系模型为：
；
式中，为号基准站观测号卫星的斜向大气水汽信息，和分别为号基准站观测号卫星的方位角和高度角；为与卫星高度相关的函数；、、、和为模型系数；为建模残差。
采用滑动窗口，利用最小二乘法实时估计函数关系模型的模型系数。
所述监测区所有基准站斜向大气水汽观测信息的计算公式为：
；
式中，，为基准站总数量；，为每个基准站按照指定方位角和高度角间隔加密后的斜向观测射线总数量；和分别为号基准站第条斜向观测射线的方位角和高度角；为与卫星高度相关的函数；、、、和为模型系数。
所述覆盖整个监测区的三维水汽层析函数模型为：
；
；
式中，为监测区加密后的所有斜向大气水汽观测矩阵；为系数阵，其元素为各观测射线穿过三维格网的截距；为监测区三维格网的水汽密度矩阵。
所述三维水汽层析函数模型的模型参数的计算公式为：
；
式中，为迭代次数；为第次迭代的结果；为第次迭代的结果；和分别为和矩阵的第行；表示向量内积；为松弛因子。
一种无地面网络区适用的北斗水汽场实时重构装置，包括：
北斗天线模块，用于采集北斗基准站的实时观测数据；
北斗PPP-B2b信号解码模块，用于获取北斗三号卫星PPP-B2b播发的实时卫星轨道和钟差信息；
气象传感器模块，用于采集与北斗基准站并址气象站观测的常规气象要素；
PPP嵌入式软件接收机模块，用于处理北斗基准站的实时观测数据和北斗三号卫星PPP-B2b播发的实时卫星轨道和钟差信息，计算站星斜向对流层延迟信息；
所述站星斜向对流层延迟信息的计算方法为：基于无地面网络区北斗基准站的实时观测数据，结合北斗三号卫星PPP-B2b播发的实时卫星轨道和钟差信息，利用精密单点定位算法，在北斗基准站端实时计算站星斜向对流层延迟信息；
大气水汽计算与建模模块，用于利用与北斗基准站并址气象站观测的常规气象要素中的气压和温度信息，分别计算对流层延迟的干分量和大气加权平均温度信息；利用所有站星斜向对流层延迟信息和对流层延迟干分量信息，计算所有站星斜向对流层延迟湿分量信息；利用所有站星斜向对流层延迟湿分量信息和大气加权平均温度信息，计算所有站星斜向大气水汽信息；构建站星斜向大气水汽信息与观测射线方位角和高度角的函数关系模型，并实时估计所构建函数关系模型的模型系数；
所述站星斜向对流层延迟湿分量的计算公式为：
；
式中，为号基准站观测号卫星的斜向对流层延迟湿分量；为号基准站观测号卫星的斜向对流层总延迟量；为号基准站观测号卫星的斜向对流层延迟干分量；
所述站星斜向大气水汽信息的计算公式为：
；
式中，为号基准站观测号卫星的斜向大气水汽信息；为转化系数；为号基准站观测号卫星的斜向对流层延迟湿分量；为液态水密度；为水汽气体常数；为大气加权平均温度；为大气温度；和为常数；
所述站星斜向大气水汽信息与观测射线方位角和高度角的函数关系模型为：
；
式中，为号基准站观测号卫星的斜向大气水汽信息，和分别为号基准站观测号卫星的方位角和高度角；为与卫星高度相关的函数；、、、和为模型系数；为建模残差；
采用滑动窗口，利用最小二乘法实时估计函数关系模型的模型系数；
北斗短报文模块，用于将接收的模型系数和气象站观测的常规气象要素编码后，通过北斗三号卫星传输至数据处理中心模块；
数据处理中心模块，用于接收并解码所有北斗基准站传输的模型系数，采用构建的函数关系模型，利用各北斗基准站传输的模型系数，按照指定的方位角和高度角间隔恢复并加密计算监测区所有基准站的斜向大气水汽观测信息；整合监测区加密的斜向大气水汽观测信息，利用滑动开窗法，构建覆盖整个监测区的三维水汽层析函数模型，采用代数重构算法求解三维水汽层析函数模型的模型参数，进而重构监测区的三维水汽场分布；
所述监测区所有基准站斜向大气水汽观测信息的计算公式为：
；
式中，，为基准站总数量；，为每个基准站按照指定方位角和高度角间隔加密后的斜向观测射线总数量；和分别为号基准站第条斜向观测射线的方位角和高度角；为与卫星高度相关的函数；、、、和为模型系数；
所述覆盖整个监测区的三维水汽层析函数模型为：
；
；
式中，为监测区加密后的所有斜向大气水汽观测矩阵；为系数阵，其元素为各观测射线穿过三维格网的截距；为监测区三维格网的水汽密度矩阵；
所述三维水汽层析函数模型的模型参数的计算公式为：
；
式中，为迭代次数；为第次迭代的结果；为第次迭代的结果；和分别为和矩阵的第行；表示向量内积；为松弛因子。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明一种无地面网络区适用的北斗水汽场实时重构方法及装置中，先在北斗基准站端建立站星斜向大气水汽观测信息与观测射线方位角和高度角的函数关系模型并求解模型系数，再利用北斗短报文通讯回传模型系数，然后在数据处理中心端利用回传的模型系数，恢复并加密计算监测区所有基准站的斜向大气水汽观测信息，进而利用层析模型重构监测区三维水汽场。本发明实施过程可概述为“先建模，后回传，再加密”；首先，通过“先建模，后回传”的策略，有效降低了需回传的数据量，解决了现有技术无法利用北斗实时重构边远无地面网络覆盖区三维水汽场的问题；其次，通过“再加密”的策略，有效增加了斜向大气水汽观测的数量，进一步提升了三维水汽场重构的精度。
附图说明
图1是本发明一种无地面网络区适用的北斗水汽场实时重构方法的流程图。
图2是本发明一种无地面网络区适用的北斗水汽场实时重构装置的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：
参见图1，一种无地面网络区适用的北斗水汽场实时重构方法，包括：
S1、在无地面网络区北斗基准站端实时计算站星斜向对流层延迟信息；
所述站星斜向对流层延迟信息的计算方法为：基于无地面网络区北斗基准站的实时观测数据，结合北斗三号卫星PPP-B2b播发的实时卫星轨道和钟差信息，利用精密单点定位算法，在北斗基准站端实时计算站星斜向对流层延迟信息；
S2、利用与北斗基准站并址气象站观测的气压和温度信息，分别计算对流层延迟的干分量和大气加权平均温度信息；
S3、利用所有站星斜向对流层延迟信息和对流层延迟干分量信息，计算所有站星斜向对流层延迟湿分量信息；
所述站星斜向对流层延迟湿分量的计算公式为：
；
式中，为号基准站观测号卫星的斜向对流层延迟湿分量；为号基准站观测号卫星的斜向对流层总延迟量；为号基准站观测号卫星的斜向对流层延迟干分量；
S4、利用所有站星斜向对流层延迟湿分量信息和大气加权平均温度信息，计算所有站星斜向大气水汽信息；
所述站星斜向大气水汽信息的计算公式为：
；
式中，为号基准站观测号卫星的斜向大气水汽信息；为转化系数；为号基准站观测号卫星的斜向对流层延迟湿分量；为液态水密度；为水汽气体常数；为大气加权平均温度；为大气温度；和为常数；
S5、构建站星斜向大气水汽信息与观测射线方位角和高度角的函数关系模型，并实时估计所构建函数关系模型的模型系数；
所述站星斜向大气水汽信息与观测射线方位角和高度角的函数关系模型为：
；
式中，为号基准站观测号卫星的斜向大气水汽信息，和分别为号基准站观测号卫星的方位角和高度角；为与卫星高度相关的函数；、、、和为模型系数；为建模残差；
采用滑动窗口，利用最小二乘法实时估计函数关系模型的模型系数；
S6、将模型系数和气象站观测的常规气象要素（包括温度、气压、湿度等信息）进行编码，并通过北斗卫星短报文通讯技术传输至数据处理中心，数据处理中心接收并解码所有北斗基准站传输的模型系数，采用所构建的函数关系模型，利用各北斗基准站传输的模型系数，按照指定的方位角和高度角间隔恢复并加密计算监测区所有北斗基准站的斜向大气水汽观测信息；
S7、整合监测区加密的斜向大气水汽观测信息，利用滑动开窗法，构建覆盖整个监测区的三维水汽层析函数模型，以数值天气预报模式提供的水汽场资料为背景场，基于计算的监测区所有北斗基准站的斜向大气水汽观测信息，采用代数重构算法求解三维水汽层析函数模型的模型参数，进而重构监测区的三维水汽场分布。
实施例2：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
步骤S6中，所述监测区所有基准站斜向大气水汽观测信息的计算公式为：
；
式中，，为基准站总数量；，为每个基准站按照指定方位角和高度角间隔加密后的斜向观测射线总数量；和分别为号基准站第条斜向观测射线的方位角和高度角；为与卫星高度相关的函数；、、、和为模型系数；
步骤S7中，所述覆盖整个监测区的三维水汽层析函数模型为：
；
；
式中，为监测区加密后的所有斜向大气水汽观测矩阵；为系数阵，其元素为各观测射线穿过三维格网的截距；为监测区三维格网的水汽密度矩阵；
所述三维水汽层析函数模型的模型参数的计算公式为：
；
式中，为迭代次数；为第次迭代的结果；为第次迭代的结果；和分别为和矩阵的第行；表示向量内积；为松弛因子。
实施例3：
参见图2，一种无地面网络区适用的北斗水汽场实时重构装置，包括：
北斗天线模块，用于采集北斗基准站的实时观测数据；
北斗PPP-B2b信号解码模块，用于获取北斗三号卫星PPP-B2b播发的实时卫星轨道和钟差信息；
气象传感器模块，用于采集与北斗基准站并址气象站观测的常规气象要素（包括温度、气压、湿度等信息）；
PPP嵌入式软件接收机模块，用于处理北斗基准站的实时观测数据和北斗三号卫星PPP-B2b播发的实时卫星轨道和钟差信息，计算站星斜向对流层延迟信息；
所述站星斜向对流层延迟信息的计算方法为：基于无地面网络区北斗基准站的实时观测数据，结合北斗三号卫星PPP-B2b播发的实时卫星轨道和钟差信息，利用精密单点定位算法，在北斗基准站端实时计算站星斜向对流层延迟信息；
大气水汽计算与建模模块，用于利用与北斗基准站并址气象站观测的常规气象要素中的气压和温度信息，分别计算对流层延迟的干分量和大气加权平均温度信息；利用所有站星斜向对流层延迟信息和对流层延迟干分量信息，计算所有站星斜向对流层延迟湿分量信息；利用所有站星斜向对流层延迟湿分量信息和大气加权平均温度信息，计算所有站星斜向大气水汽信息；构建站星斜向大气水汽信息与观测射线方位角和高度角的函数关系模型，并实时估计所构建函数关系模型的模型系数；
所述站星斜向对流层延迟湿分量的计算公式为：
；
式中，为号基准站观测号卫星的斜向对流层延迟湿分量；为号基准站观测号卫星的斜向对流层总延迟量；为号基准站观测号卫星的斜向对流层延迟干分量；
所述站星斜向大气水汽信息的计算公式为：
；
式中，为号基准站观测号卫星的斜向大气水汽信息；为转化系数；为号基准站观测号卫星的斜向对流层延迟湿分量；为液态水密度；为水汽气体常数；为大气加权平均温度；为大气温度；和为常数；
所述站星斜向大气水汽信息与观测射线方位角和高度角的函数关系模型为：
；
式中，为号基准站观测号卫星的斜向大气水汽信息，和分别为号基准站观测号卫星的方位角和高度角；为与卫星高度相关的函数；、、、和为模型系数；为建模残差；
采用滑动窗口，利用最小二乘法实时估计函数关系模型的模型系数；
北斗短报文模块，用于将接收的模型系数和气象站观测的常规气象要素编码后，通过北斗三号卫星传输至数据处理中心模块；
数据处理中心模块，用于接收并解码所有北斗基准站传输的模型系数，采用构建的函数关系模型，利用各北斗基准站传输的模型系数，按照指定的方位角和高度角间隔恢复并加密计算监测区所有基准站的斜向大气水汽观测信息；整合监测区加密的斜向大气水汽观测信息，利用滑动开窗法，构建覆盖整个监测区的三维水汽层析函数模型，采用代数重构算法求解三维水汽层析函数模型的模型参数，进而重构监测区的三维水汽场分布；
所述监测区所有基准站斜向大气水汽观测信息的计算公式为：
；
式中，，为基准站总数量；，为每个基准站按照指定方位角和高度角间隔加密后的斜向观测射线总数量；和分别为号基准站第条斜向观测射线的方位角和高度角；为与卫星高度相关的函数；、、、和为模型系数；
所述覆盖整个监测区的三维水汽层析函数模型为：
；
；
式中，为监测区加密后的所有斜向大气水汽观测矩阵；为系数阵，其元素为各观测射线穿过三维格网的截距；为监测区三维格网的水汽密度矩阵；
所述三维水汽层析函数模型的模型参数的计算公式为：
；
式中，为迭代次数；为第次迭代的结果；为第次迭代的结果；和分别为和矩阵的第行；表示向量内积；为松弛因子。
Claims (10)
1.一种无地面网络区适用的北斗水汽场实时重构方法，其特征在于，包括：
在无地面网络区北斗基准站端实时计算站星斜向对流层延迟信息；
利用与北斗基准站并址气象站观测的气压和温度信息，分别计算对流层延迟的干分量和大气加权平均温度信息；
利用所有站星斜向对流层延迟信息和对流层延迟干分量信息，计算所有站星斜向对流层延迟湿分量信息；
利用所有站星斜向对流层延迟湿分量信息和大气加权平均温度信息，计算所有站星斜向大气水汽信息；
构建站星斜向大气水汽信息与观测射线方位角和高度角的函数关系模型，并实时估计所构建函数关系模型的模型系数；
将模型系数和气象站观测的常规气象要素进行编码，并通过北斗卫星短报文通讯技术传输至数据处理中心，数据处理中心接收并解码所有北斗基准站传输的模型系数，采用所构建的函数关系模型，利用各北斗基准站传输的模型系数，按照指定的方位角和高度角间隔恢复并加密计算监测区所有北斗基准站的斜向大气水汽观测信息；
整合监测区加密的斜向大气水汽观测信息，利用滑动开窗法，构建覆盖整个监测区的三维水汽层析函数模型，采用代数重构算法求解三维水汽层析函数模型的模型参数，进而重构监测区的三维水汽场分布。
2.根据权利要求1所述的一种无地面网络区适用的北斗水汽场实时重构方法，其特征在于，所述站星斜向对流层延迟信息的计算方法为：
基于无地面网络区北斗基准站的实时观测数据，结合北斗三号卫星PPP-B2b播发的实时卫星轨道和钟差信息，利用精密单点定位算法，在北斗基准站端实时计算站星斜向对流层延迟信息。
3.根据权利要求1所述的一种无地面网络区适用的北斗水汽场实时重构方法，其特征在于，所述站星斜向对流层延迟湿分量的计算公式为：
；
式中，为号基准站观测号卫星的斜向对流层延迟湿分量；为号基准站观测号卫星的斜向对流层总延迟量；为号基准站观测号卫星的斜向对流层延迟干分量。
4.根据权利要求1所述的一种无地面网络区适用的北斗水汽场实时重构方法，其特征在于，所述站星斜向大气水汽信息的计算公式为：
；
式中，为号基准站观测号卫星的斜向大气水汽信息；为转化系数；为号基准站观测号卫星的斜向对流层延迟湿分量；为液态水密度；为水汽气体常数；为大气加权平均温度；为大气温度；和为常数。
5.根据权利要求1所述的一种无地面网络区适用的北斗水汽场实时重构方法，其特征在于，所述站星斜向大气水汽信息与观测射线方位角和高度角的函数关系模型为：
；
式中，为号基准站观测号卫星的斜向大气水汽信息，和分别为号基准站观测号卫星的方位角和高度角；为与卫星高度相关的函数；、、、和为模型系数；为建模残差。
6.根据权利要求1所述的一种无地面网络区适用的北斗水汽场实时重构方法，其特征在于，采用滑动窗口，利用最小二乘法实时估计函数关系模型的模型系数。
7.根据权利要求1所述的一种无地面网络区适用的北斗水汽场实时重构方法，其特征在于，所述监测区所有基准站斜向大气水汽观测信息的计算公式为：
；
式中，，为基准站总数量；，为每个基准站按照指定方位角和高度角间隔加密后的斜向观测射线总数量；和分别为号基准站第条斜向观测射线的方位角和高度角；为与卫星高度相关的函数；、、、和为模型系数。
8.根据权利要求7所述的一种无地面网络区适用的北斗水汽场实时重构方法，其特征在于，所述覆盖整个监测区的三维水汽层析函数模型为：
；
；
式中，为监测区加密后的所有斜向大气水汽观测矩阵；为系数阵，其元素为各观测射线穿过三维格网的截距；为监测区三维格网的水汽密度矩阵。
9.根据权利要求8所述的一种无地面网络区适用的北斗水汽场实时重构方法，其特征在于，所述三维水汽层析函数模型的模型参数的计算公式为：
；
式中，为迭代次数；为第次迭代的结果；为第次迭代的结果；和分别为和矩阵的第行；表示向量内积；为松弛因子。
10.一种无地面网络区适用的北斗水汽场实时重构装置，其特征在于，包括：
北斗天线模块，用于采集北斗基准站的实时观测数据；
北斗PPP-B2b信号解码模块，用于获取北斗三号卫星PPP-B2b播发的实时卫星轨道和钟差信息；
气象传感器模块，用于采集与北斗基准站并址气象站观测的常规气象要素；
PPP嵌入式软件接收机模块，用于处理北斗基准站的实时观测数据和北斗三号卫星PPP-B2b播发的实时卫星轨道和钟差信息，计算站星斜向对流层延迟信息；
大气水汽计算与建模模块，用于利用与北斗基准站并址气象站观测的常规气象要素中的气压和温度信息，分别计算对流层延迟的干分量和大气加权平均温度信息；利用所有站星斜向对流层延迟信息和对流层延迟干分量信息，计算所有站星斜向对流层延迟湿分量信息；利用所有站星斜向对流层延迟湿分量信息和大气加权平均温度信息，计算所有站星斜向大气水汽信息；构建站星斜向大气水汽信息与观测射线方位角和高度角的函数关系模型，并实时估计所构建函数关系模型的模型系数；
北斗短报文模块，用于将接收的模型系数和气象站观测的常规气象要素编码后，通过北斗三号卫星传输至数据处理中心模块；
数据处理中心模块，用于接收并解码所有北斗基准站传输的模型系数，采用构建的函数关系模型，利用各北斗基准站传输的模型系数，按照指定的方位角和高度角间隔恢复并加密计算监测区所有基准站的斜向大气水汽观测信息；整合监测区加密的斜向大气水汽观测信息，利用滑动开窗法，构建覆盖整个监测区的三维水汽层析函数模型，采用代数重构算法求解三维水汽层析函数模型的模型参数，进而重构监测区的三维水汽场分布。
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