水汽是大气的基本参量。卫星探测水汽含量的基本方式是用微波辐射计(如NOAA的AMSU)，近红外和热红外波段探测,而地基GPS遥感大气水汽技能是九十年代发展起来的一种全新的大气观测手腕。它应用地基高精度GPS接管机，通过测量GPS信号在大气中湿延迟量的大小来遥感大气中水汽总量。下面首先介绍一下其原理。
GPS技能通过观测GPS卫星信号传输到GPS接管机的时间来测量接管机天线的地位，卫星信号经过大气层时，要受到大气的折射而延迟，将该延迟量作为待定参数引入到观测模型和解算方案中，逐项斟酌误差起源和肃清法子，精密的大气延迟量（毫米级）可以与定位参数一同求解出来。大气延迟量可划分为电离层延迟、静力延迟和湿项延迟。通过采纳双频技能，可以将电离层延迟几乎完整肃清。静力延迟与地面观测量（气压）具有很好的相干，可以订正到毫米量级。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）可创造严格的正比关系，准确的水汽总量就求解出来。应用MIT的GAMIT软件进行解算。软件请求试验采纳双频载波相位观测，应用差分法以肃清源于卫星钟和接管机钟的误差，同时可采纳“轨道松弛法”，以对轨道的准确度进行修改和调解。此外还有反演方式即：应用接管更高空之GPS卫星发出来的讯号，强度与路径的变化，反推出电离层电浆密度的三维空间散播“照片”，以及大气的水汽的三维空间散播。
采纳载波相位观测产生的重要难题是载波相位的整周未知数N0的出现。N0一般采纳“三差法”来判断，即不仅通过同一接管机对两颗卫星求差来肃清接管机钟差和同一卫星对不同的接管机求差来肃清卫星钟差，还通过继续观测历元的求差来判断整周未知数N0。这就请求不同观测历元的卫星仰角要有必然的变化，而在这个变化期内（如15～30min），假设大气特点或变化率坚持定常，在观测站局地上空水平均一或球面分层均一，大气延迟未知量大致遵守secθ（θ为卫星天顶角）的映射函数而变化。这决定了GPS遥感大气的时间辨别率。
通过地面GPS水汽遥感监测，可以获得很高时空辨别率、达到毫米精度的水汽资料，以补充探空资料在时间空间辨别率上的不足，供应快速变化的信息。这种信息通过资料的四维同化，对改进中尺度数值预报模式精度，进步预报准确率有很好的应用远景。而要了解GPS探测水汽的原理和方式，要了解一下大气构造、延时以及延时和降水的关系。
