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GPS应对雨雪灾害天气的关键技术研究 GPS应对雨雪灾害天气的关键技术研究 GGPPSS应应对对雨雨雪雪灾灾害害天天气气的的关关键键技技术术研研究究 1 2 陈峰 闻燕豪 1.山东煤田地质局物探测量队 山东省泰安市 271000 2.山东煤田地质局物探测量队 山东省泰安市271000 摘要：GPS是随着现代化科学技术的迅速发展而建立起来的新一代精密卫星导航与定位 系统. 本文通过分析研究GPS在气象预报预测方面、交通指挥调度方面和修护重建电网设施 中的关键技术应用，对重大灾害的影响及部分相关问题进行研究，以提高国家应对雨雪灾害 的能力，减少国民生产生活损失。 关键词：雨雪灾害；GPS；气象学；交通调度；电网修护 中图分类号：C913 文献标识码： A 1 绪论 重大灾害对社会经济的发展具有重大的负面影响。灾害造成严重的社会财富损失，对社 会经济发展产生直接的阻滞和破坏作用。本文通过分析研究GPS在气象预报预测方面、交通 指挥调度方面和修护重建电网设施中的关键技术应用，对重大灾害的影响及部分相关问题进 行研究，为以后发生重大灾害时的应急管理及灾后重建等工作提供有价值的借鉴。 2 GPS观测在气象学中的应用 在“测、报、防、抗、救、援”这条完整的防灾减灾体系链中，测、报环节是整个体系 的前提，天气预报的准确度凸现重要性。准确的天气预报是抗战灾害天气的基础性工作，气 象部门责任重大。利用GPS 理论和技术来遥感地球大气，进行气象学的理论和方法研究， 如通过测定穿过大气层 GPS 信号的延迟(由减速和弯曲引起)来获取大气中的温度、气压和 湿度及水汽含量，监测气候变化等信息，叫做GPS 气象学。 根据GPS 信号的大气延迟效应可以用于地球大气的探测中，用地面GPS 观测资料可为 天气预报及气候研究提供有效的服务，而对于雨雪灾害天气的监测及并发的冻雨、大雾等天 气就均可提供准确的预报。 2.1 天气预报 数值天气预报(NWP)模式必须用3维温、压、湿和风数据作为初值。目前提供这些初始 化数据的探测网络的时空密度极大地限制了预报模式的精度。虽然目前气象卫星资料可以反 演得到温度轮廓线，但这些轮廓线有限的垂直分辨率使得它们对预报模式的影响相当小。而 GPS 大气观测系统可以进行全天候的全球探测，加上观测值的高精度和高垂直分辨率，使 NWP 精度的提高成为可能。 2.2 气候和全球变化监测 全球平均温度和水汽是全球气候变化的两个重要指标。与当前的传统探测方法相比， GPS 大气探测系统能够长期稳定地提供相对高精度和高垂直分辨率的温度轮廓线，尤其是 在对流层顶和平流层下部区域。更重要的是，从GPS 大气探测数据计算得到的大气折射率 是大气温度、湿度和气压的函数，因此可以直接把大气折射率作为“全球变化指示器”。 3 GPS在交通调度指挥中的应用 2008年初的雨雪冰冻灾害造成高速铁路、公路、民航受阻严重，旅客大量滞留，生活 和生产物资运输中断，公路险情不断。建立现代化的交通调度指挥体制已经势在必行。微电 子技术、计算机技术、空间技术及制图技术的迅速发展已经使卫星定位系统陆路运输应用上 转化为成熟的技术系统 。 3.1 车辆自导航 车辆自导航的目的是帮助驾驶员确定最有效的行车路线,即在日趋复杂的交通网络中寻 求最佳的行车路径,了解自身的位置，提供实时道路交通信息，并配合预设的计算程序，可 以确定到达目的地的最优路径。配合GPS提供的车辆到达信息，可以进行信号交叉口感应控 制。在高速公路上，智能车路系统可以实现车辆自动驾驶的功能。该功能不仅可以提高高速 公路的安全保障，还可以大大缩小高速公路上车辆间的车头时距，这将改变现有的车辆跟车 模型，有助于提高高速公路的通行能力。 3. 2 紧急救援定位 紧急救援定位是GPS系统与车载的通信系统结合,当车辆出现紧急情况时,系统将通过 车载通信系统GPS信息发送到紧急救助中心,紧急救助中心根据车辆的GPS位置和其它信息 做相应的反应,以确保生命财产安全。 3.3 车队监控 利用GPS进行车辆监控、调度的好处在于，可以