Оцінка точності складових зенітної тропосферної затримки визначених за даними радіозондування та ГНСС-вимірювань на станціях PRAHA i GOPE

https://doi.org/10.23939/istcgcap2021.94.013
Надіслано: Вересень 15, 2021
1
Кафедра вищої геодезії та астрономії, Національний університет “Львівська політехніка”
2
Кафедра вищої геодезії та астрономії, Національний університет “Львівська політехніка”
3
Національний університет «Львівська політехніка»
4
Національний університет «Львівська політехніка»

Мета цієї роботи полягає в оцінюванні точності визначення вологої складової зенітної тропосферної затримки (ЗТЗ) із ГНСС-спостережень та точності визначення гідростатичної складової за моделлю Саастамойнена у порівнянні зі значеннями, отриманими за радіозондуванням. Зенітну тропосферну затримку прийнято визначати, в основному, двома методами – традиційним, а саме радіозондуванням та використовуючи моделі атмосфери, наприклад, модель Саастамойнена, а також методом ГНСС-вимірювань. У цьому дослідженні визначення гідростатичної складової зенітної тропосферної затримки виконувались за даними радіозондування, отриманими на аерологічній станції Praha у 2011–2013 рр та 2018 р. Дані опрацьовано для середніх декад січня і липня кожного року на 0 год Всесвітнього часу. Волога складова обчислювалась за даними ГНСС-спостережень. За даними значної кількості радіозондувань на аерологічній станції Praha-Libus визначено гідростатичні і вологі складові зенітної тропосферної затримки (ЗТЗ) і такої ж кількості значень ЗТЗ, виведених для відповідних часових інтервалів із ГНСС-вимірювань на референцній станції GOPE. За ними визначено величини вологої складової ЗТЗ і порівняно їх з відповідними даними, отриманими із радіозондувань. Встановлено, що похибка гідростатичної складової в зимовий період не перевищує 10 мм за абсолютною величиною, а в літній період – приблизно в 1.5 рази є меншою. Це пояснюється відмінностями у стратифікації тропосфери та нижньої стратосфери у зимовий і літній періоди. Що ж стосується  вологої складової ЗТЗ, то її похибки не перевищують: зимою  15 мм; літом – 35 мм. Отримані різниці у літній період мають від’ємний знак, що вказує на систематичне зміщення, а в зимовий – як від’ємний, так і додатний. Сьогодні є багато досліджень, спрямованих на підвищення точності визначення зенітної тропосферної затримки, як українських, так іноземних авторів, однак питання точності визначення гідростатичної складової досі залишається відкритим. У цьому дослідженні подані рекомендації щодо подальших вивчень у напрямку підвищення точності визначення зенітної тропосферної затримки.

  1. Заблоцький Ф. Д. ГНСС-метеорологія: навчальний посібник. Л.: Нац. ун.  «Львівська політехніка», 2013.  95 с.
  2. Заблоцький Ф. Д. Особливості формування вологої складової тропосферної затримки в різних регіонах. Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва: Зб. наук. пр. Львів: Ліга-Прес, 2002. С. 121-127.
  3. Заблоцький Ф. Д., Паляниця Б. Б. Модифіковані моделі для визначення сухої складової зенітної тропосферної затримки у південно-західному регіоні України. Геодезія, картографія та аерофотознімання, 2004. Вип. 65. С. 51-56.
  4. Заблоцький Ф. Д., Паляниця Б. Б., Матвієнко Л. В., Турчин Н. М. Суха і гідростатична складові зенітної тропосферної затримки. Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва: Зб. наук. Праць. Львів: Ліга-Прес, 2011. С. 92-95.
  5. Каблак Н. І. Оцінка впливу атмосфери у мережі активних референцних GNSS-станцій. Геодезія, картографія. і аерофотознімання, 2010. Вип. 73. С. 17-21.
  6. Кладочний Б., Паляниця Б. Порівняння річних коливань складових тропосферної затримки, обчислених інтегруванням та за аналітичною моделлю. Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва, 2020. Вип. 41. С. 46-54.
  7. Паляниця Б. Б. Олійник В. Р., Бойко В. М. Дослідження річних змін зенітної тропосферної затримки за даними Українських метеостанцій Геодезія, картографія і аерофотознімання, 2016. Вип. 83. С. 13–20. https://doi.org/10.23939/istcgcap2016.01.013
  8. Служба атмосферних досліджень при університеті Вайомінга. [Режим доступу]: http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html
  9. Тропосферні файли ГНСС спостережень, Інтернет ресурс [Режим доступу]: https://cddis.nasa.gov/archive/gps/products/troposphere/new/.
  10. Hadas, T., Hobiger, T., & Hordyniec, P. (2020). Considering different recent advancements in GNSS on real-time zenith troposphere estimates. GPS Solutions, Vol. 24:99, 9 p. https://doi.org/10.1007/s10291-020-01014-w
  11. Hdidou, F. Z., Mordane, S., & Sbii, S. (2018). Global positioning systems meteorology over Morocco: accuracy assessment and comparison of zenith tropospheric delay from global positioning systems and radiosondes. Meteorological applications, 25(4), 606-613. https://doi.org/10.1002/met.1725
  12. Mendes V. B. Modeling the neutral-atmosphere propagaton delay in radiometric space techniques // Ph.D. dissertation, Department of Geodesy and Geomatics EngineeringTechnical Report. 1999. № 199. University of Nev Brunswick, Fredericton, Nev Brunswick, Canada. - P. 353.
  13. Saastamoinen J. Atmospheric correction for the troposphere and stratosphere in radio ranging of satellites. The Use of Artifical Satellites for Geodesy, Geophysics. Monogr. Ser., Vol.15, AGU, Washington, D. C., 1972. Р.247‑251. https://doi.org/10.1029/GM015p0247
  14. Schueler T. Tropospheric Correction Services for GNSS Users. Concepts, Status and Future Prospects. University FAF Munich, Germany, 2002. 9 p.
  15. Zheng, F., Lou, Y., Gu, S., Gong, X., & Shi, C. (2018). Modeling tropospheric wet delays with national GNSS reference network in China for BeiDou precise point positioning. Journal of Geodesy92(5), 545-560. https://doi.org/10.1007/s00190-017-1080-4
  16. Zus, F., Douša, J., Kačmařík, M., Václavovic, P., Balidakis, K., Dick, G., & Wickert, J. (2019). Improving GNSS zenith wet delay interpolation by utilizing tropospheric gradients: Experiments with a dense station network in Central Europe in the warm season. Remote Sensing11(6), 674. https://doi.org/10.3390/rs11060674