气温、气压、湿度等气象数据可用于计算大气折射率和对流层延迟[1]，在卫星大地测量、北斗/GNSS(全球导航卫星系统)气象学中有重要的研究和应用价值[2-4]。大气再分析产品是气象数据的重要表达方式。ERA5[5]是由欧洲中期天气预报中心(ECMWF)提供的气象再分析资料，包含自1940年1月至今、地表到0.01 hPa的137个模型气压层(model level)的大气数据，以GRIB格式存储。ECMWF先后推出了GRIB API和ecCodes供用户调用[6-7]，面向Linux操作系统提供了C、Fortran 90和Python语言的接口，但面向Windows操作系统只提供了C语言接口。众多GNSS相关的数据处理软件，如GAMIT、BERNESE、PRIDE、WHURT[8]等均采用Fortran语言编写，无法直接读取GRIB格式文件。因此，迫切需要一种Windows环境下、可供Fortran源代码直接调用的ERA5气象数据解码解决方案。

　　为此，本文设计了相关的实验方法和步骤，以拓展Windows环境下GNSS相关的Fortran语言程序的功能，并对实验教学模式进行优化，以提升实验教学效果。

　　1 实验原理

　　2 实验过程

　　3 教学过程优化

　　4 结语

　　本实验通过揭示北斗高精度定位等潜在应用场景提升学生的学习兴趣和动力，已用于“武汉大学测绘工程专业实习1”“时空洞察：现代测绘导航实用技术”“北斗高精度导航定位专业素养提升训练营”等教学，并在大学生创新创业训练计划项目中得到了应用。实践证明，其不仅能有效提升学生多种语言的混合编程开发能力，也能为学生开展高精度卫星大地测量和北斗/GNSS气象学研究奠定基础。

　　参考文献

　　[1] 郑耀航,章迪.对流层大气折射率BP模型的建立与精度分析[J].大地测量与地球动力学,2023,43(6):600-605.

　　[2] 周要宗,楼益栋,张卫星,等.基于CRA40产品的对流层延迟计算及对比分析[J].测绘学报,2023,52(1):22-31.

　　[3] 上官明,程旭,潘雄,等.基于GNSS的再分析资料对流层延迟精度评估[J].地球物理学报,2023,66(3):939-950.

　　[4] 赵庆志,刘康,李祖锋,等.GNSS和非实测气象参数的PWV反演方法及其精度评估[J].武汉大学学报(信息科学版):2024,49(3):453-464.

　　[5] HERSBACH H, BELL B, BERRISFORD P, et al. The ERA5 global reanalysis[J]. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 2020, 146(730): 1999-2049.

　　[6] ZHANG D, GUO J M, FANG T Y, et al. TMF: A GNSS tropospheric mapping function for the asymmetrical neutral atmosphere[J]. Remote Sensing, 2021, 13(13): 2568.

　　[7] 章迪.现代测绘导航典型实验教程[M].武汉:武汉大学出版社,2023.

　　[8] 章迪.GNSS对流层天顶延迟模型及映射函数研究[J].测绘学报,2022,51(9):1984.

　　[9] 陈磊,徐烂.一种Fortran和C++混合编程规范化方法[J].电脑知识与技术,2014,10(13):2962-2966.

章迪1 郭际明1 周吕2 杨飞3

1.武汉大学测绘学院　2.桂林理工大学测绘地理信息学院　3.中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院