Аналіз сезонних змін складових зенітної тропосферної затримки, визначених за даними радіозондувань і ГНСС-вимірів

https://doi.org/10.23939/istcgcap2022.95.005
Надіслано: Березень 03, 2022
1
Кафедра вищої геодезії та астрономії, Національний університет “Львівська політехніка”
2
Національний університет «Львівська політехніка»
3
Національний університет «Львівська політехніка»

Мета цієї роботи – проаналізувати зміну величин гідростатичної та вологої складових зенітної тропосферної затримки (ЗТЗ), визначених для усіх сезонів року. Складові ЗТЗ визначають на сьогоднішній день, переважно, так: гідростатичну – за одною із існуючих аналітичних моделей, здебільшого за моделлю Saastamoinen, а вологу – із ГНСС-вимірювань з використанням модельного значення гідростатичної складової. У нашому дослідженні проводилось ще оцінювання точності отриманих величин гідростатичної і вологої складових ЗТЗ за  аналогічними складовими знайденими за даними радіозондування. Для цього підбиралась пара відносно близьких одна від одної станцій – аерологічної і референцної ГНСС-станції. Для реалізації викладеної методики досліджень було обрано аерологічну станцію Praha-Libus і референцну ГНСС-станцію GOPE. Для опрацювання і аналізу вибирались дані радіозондування нейтральної атмосфери з першої станції і повні величини ЗТЗ (гідростатична плюс волога складові) з другої станції. Такі дані вибирались щомісячно з 1-ї по 10-у дати 2012 року на 12-у год Всесвітнього часу. За даними радіозондування визначено гідростатичні і вологі складові ЗТЗ (прийняті надалі, як еталонні) і таку ж кількість значень повних ЗТЗ, виведених на цю ж годину 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 має чітко виражену сезонну зміну, починаючи від виключно додатних величин в діапазоні 2-7 мм у січні з переходом через нуль у квітні (жовтні), досягаючи виключно від’ємних величин в діапазоні 3-5 мм у липні. Що ж стосується  похибки вологої складової ЗТЗ, то слід зазначити що вона на протязі всього року приймає лише від’ємні значення без чітко вираженого сезонного ходу. Зауважимо, що максимальні абсолютні величини ця похибка має в липні, що переважають – 30 мм, пояснюється максимальним вмістом водяної пари у тропосфері у цей час. Проте, виключно від’ємні значення похибки вологої складової вказують  і на систематичне зміщення її значень. У цій роботі подані рекомендації щодо подальших досліджень у напрямку підвищення точності визначення як гідростатичної, так і вологої складової ЗТЗ, а також причин щодо сезонних  змін точності визначення, особливо, гідростатичної складової.

  1. Архів даних космічної геодезії NASA, URL: https://cddis.nasa.gov/archive/gps/products/troposphere/new/.
  2. Відділ атмосферних досліджень. Університет Вайомінга. URL:         http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html
  3. Заблоцький Ф. Д. До вибору моделей визначення складових зенітної тропосферної затримки при геодинамічних дослідженнях. Геодинаміка, 2000. № 1(3). С.1-7. https://science.lpnu.ua/jgd/all-volumes-and-issues/13-2000/choice-models...
  4. Заблоцький Ф. Д. ГНСС-метеорологія: навчальний посібник. Л.: Нац. ун. «Львівська політехніка», 2013. 95 с.
  5. Заблоцький Ф., Савчук М. Точність вологої складової зенітної тропосферної затримки, виведеної із GPS-спостережень. Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва. 2014. Вип. 1. С. 52-54. https://vlp.com.ua/node/12278
  6. Каблак, Н. І. Бюджет тропосферних похибок під час GPS спостережень. Геодезія, картографія і аерофотознімання. 2011. Вип. 74. С. 13-22. https://science.lpnu.ua/uk/istcgcap/vsi-vypusky/vypusk-74-2011/byudzhet-...
  7. Паляниця Б. Б., Кладочний Б. В., Паляниця Х. Б. Дослідження коливань складових зенітної тропосферної затримки протягом року на території України. Геодезія, картографія і аерофотознімання. 2020. Вип. 92. С. 5-14. https://doi.org/10.23939/istcgcap2020.92.005
  8. Bevis, M. S. Businger, T.A Herring, C. Rocken, R.A Anthes, and R.H. Ware (1992). "GPS meteorology: Remote sensing of atmospheric water vapor using the Global Positioning System." Journal of Geophysical Research, Vol. 97, No. Dl4, pp.15787-15801. https://doi.org/10.1029/92JD01517
  9. Hdidou F. Z., Mordane S., Sbii S. Global positioning systems meteorology over Morocco: accuracy assessment and comparison of zenith tropospheric delay from global positioning systems and radiosondes. Meteorological applications, 2018. Vol. 25, iss. 4. P. 606-613. https://doi.org/10.1002/met.1725
  10. Hoffman-Wellenhof B, Lichtenegger H,Collins J (2001): GPS – theory and practice, 5th edition. Springer, Wien,
  11. Mendes V. B. Modeling the neutral-atmosphere propagaton delay in radiometric space techniques.  Ph.D. dissertation, Department of Geodesy and Geomatics Engineering. Technical Report, 1999.  № 199.  University of Nev Brunswick, Fredericton, Nev Brunswick, Canada. P. 353. https://www.researchgate.net/profile/Virgilio-Mendes/publication/4103659...
  12. 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
  13. Schueler T. Hein G. W. Tropospheric Correction Services for GNSS Users. Concepts, Status and Future Prospects. University FAF Munich, Germany, 2002. 9 p.
  14. Zablotskyi, F. D., Palianytsia, B. B., Kladochnyi, B. V., & Nevmerzhytska, O. (2021). Accuracy estimation of the components of zenith tropospheric delay determined by the radio sounding data and by the GNSS measurements at Praha-libus and GOPE stations. Geodesy, cartography and aerial photography, 2021. Vol. 94. P. 13-19.  https://doi.org/10.23939/istcgcap2021.94.013
  15. Zus F., Dousa, J., Kacmarik M., Vaclavovic P., Balidakis K., Dick G., Wickert J. Improving GNSS Zenith Wet Delay Interpolation by Utilizing Tropospheric Gradients: Experiments with a Dense Station Network in Central Europe in the Warm Season. Remote Sens. 2019. Vol. 11. 674 p.