The signal of the GNSS satellites can be used to estimate the amount of water vapor in the atmosphere. For this reason, GNSS observations are nowadays routinely used by several meteorological institutes (e.g., MetOffice, Meteo France) to monitor weather events and to improve their weather forecasts quality. The analysis of a whole network of GNSS stations to estimate a full three-dimensional model of the water vapor content is a challenging and computationally demanding task. For this purpose, a tomographic system SEGAL GNSS Water Vapour Reconstruction Image Software (SWART) was developed and tested. The new method makes use of parallelized algebraic reconstruction techniques (ARTs) and supersedes other implementations in terms of speed by at least 50% for small networks. For SWART, the computation time grows linearly with the number of observations. As a result, the new method makes possible to estimate the water vapor for larger GNSS networks and can be used for near-real-time weather predictions. To show its potential, data from 26 stations in Poland were analyzed using data from a period of 56 days. Good agreement in the estimated water vapor between SWART and radiosondes solutions was obtained, with a mean RMS of 1.5 g/m 3 for the lower layers and an overall improvement of 5% until the layer 6750 m when compared with the atmospheric model (WRF). Furthermore, rapid and strong variations observed by radiosondes were not modeled by the WRF but were detected by GPS tomography.

中文翻译：

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利用实时 GNSS 断层扫描的方法

GNSS 卫星的信号可用于估计大气中的水蒸气量。出于这个原因，现在几个气象机构（例如，MetOffice、Meteo France）经常使用 GNSS 观测来监测天气事件并提高他们的天气预报质量。分析整个 GNSS 站网络以估计水汽含量的完整三维模型是一项具有挑战性且计算要求高的任务。为此，开发并测试了断层扫描系统 SEGAL GNSS 水汽重建图像软件 (SWART)。新方法利用并行代数重建技术 (ART)，并在速度方面取代其他实现，对于小型网络，速度至少提高 50%。对于斯沃特，计算时间随着观察次数线性增长。因此，新方法可以估计更大的 GNSS 网络的水汽，并可用于近实时天气预报。为了展示其潜力，我们使用 56 天的数据分析了来自波兰 26 个站点的数据。在 SWART 和无线电探空仪溶液之间估计的水蒸气中获得了良好的一致性，与大气模型 (WRF) 相比，较低层的平均 RMS 为 1.5 g/m 3 并且在 6750 m 层之前总体改善了 5% . 此外，无线电探空仪观测到的快速而强烈的变化不是由 WRF 模拟的，而是由 GPS 断层扫描检测到的。新方法可以估计更大的 GNSS 网络的水汽，并可用于近实时天气预报。为了展示其潜力，我们使用 56 天的数据分析了来自波兰 26 个站点的数据。与大气模型 (WRF) 相比，SWART 和无线电探空仪解决方案之间估计的水蒸气具有良好的一致性，较低层的平均 RMS 为 1.5 g/m 3，并且在 6750 m 层之前总体改善了 5% . 此外，无线电探空仪观测到的快速而强烈的变化不是由 WRF 模拟的，而是由 GPS 断层扫描检测到的。新方法可以估计更大的 GNSS 网络的水汽，并可用于近实时天气预报。为了展示其潜力，我们使用 56 天的数据分析了来自波兰 26 个站点的数据。与大气模型 (WRF) 相比，SWART 和无线电探空仪解决方案之间估计的水蒸气具有良好的一致性，较低层的平均 RMS 为 1.5 g/m 3，并且在 6750 m 层之前总体改善了 5% . 此外，无线电探空仪观测到的快速而强烈的变化不是由 WRF 模拟的，而是由 GPS 断层扫描检测到的。与大气模型 (WRF) 相比，较低层为 5 g/m 3 并且在 6750 m 层之前总体提高了 5%。此外，无线电探空仪观测到的快速而强烈的变化不是由 WRF 模拟的，而是由 GPS 断层扫描检测到的。与大气模型 (WRF) 相比，较低层为 5 g/m 3 并且在 6750 m 层之前总体提高了 5%。此外，无线电探空仪观测到的快速而强烈的变化不是由 WRF 模拟的，而是由 GPS 断层扫描检测到的。