ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2020. № 6
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.6.2
УДК 538.566
О ВОЗМОЖНОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ УГЛОВ ТРОПОСФЕРНОЙ РЕФРАКЦИИ ПО ДАННЫМ GPS ИЗМЕРЕНИЙ
М. Г. Дембелов, Ю. Б. Башкуев
Институт физического материаловедения СО РАН, 670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6
Статья поступила в редакцию 22 мая 2020 г.
Аннотация. С учетом линейной зависимости значений угла полной рефракции и приземного показателя преломления воздуха показана возможность моделирования углов тропосферной рефракции на основе данных GPS измерений. Рассмотрены параметры преломления радиоволн над пунктами наблюдения в разных широтных зонах Сибири (Иркутск, Якутск, Тикси). Значения температуры и относительной влажности воздуха на разных высотных уровнях атмосферного давления определялись по данным запусков метеорологических радиозондов. Приведены рассчитанные значения углов полной рефракции для видимых зенитных углов, близких 90°. Рассчитаны годовые зависимости угла полной рефракции при фиксированном значении видимого зенитного угла и высоты источника излучения по данным полной зенитной тропосферной задержки, полученным по GPS измерениям, без учета метеоданных.
Ключевые слова: индекс рефракции, угол рефракции, GPS измерения, тропосферная задержка.
Abstract. Parameters of the refraction of radio waves over observation points in different latitudinal zones of Siberia (Irkutsk, Yakutsk, and Tiksi) are researched. The values of temperature and relative humidity at different altitude levels of atmospheric pressure were determined by data from meteorological radiosondes. The calculation of refraction angles is performed for a given altitude profile of the refractive index of air, which is modeled in an approximate exponential form. The refractive index profile also depends on the geographic location of the observation point, altitude and time of year. The calculated values of the total refraction angles for various visible zenith angles and the height of the source above the surface of the Earth are presented. The tropospheric delay is the delay of signal propagation in the troposphere, tropopause and lower part of the stratosphere. If the signal source is in the zenith direction, then the delay will be minimal, and this delay is called the zenith tropospheric delay (ZTD). ZTD is the sum of the “dry” or hydrostatic (ZHD) and “wet” (ZWD) components. The “dry” component of the tropospheric delay is calculated rather accurately from the surface values of atmospheric pressure. Taking into account the linear dependence of the values of the total refraction angle and the surface refractive index of air, the possibility of modeling the angles of tropospheric refraction based on GPS measurements is shown. The annual dependences of the angle of total refraction are calculated for a fixed value of the visible zenith angle and the height of the radiation source according to the GPS zenith total tropospheric delay without taking into account meteorological data.
Key words: refractive index, refraction angle, GPS measurements, tropospheric delay.
Литература
1. Мошков А.В., Пожидаев В.Н. Особенности рефракции радиоволн в приполярных районах // Радиотехника и электроника. 2014. Т. 59. № 11. С. 1085-1089.
2. Дембелов М.Г., Башкуев Ю.Б., Лухнев А.В. Рефракционные параметры в приполярных пунктах наблюдения Тикси, Норильск и остров Визе. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2018. № 6. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/jun18/1/text.pdf DOI 10.30898/1684-1719.2018.6.1
3. Арманд Н.А., Колосов М.А. О рефракции радиоволн в тропосфере // Радиотехника и электроника. 1965. Т. 10. № 8. С. 1401-1409.
4. Smith E. K., S. Weintraub The constants in the equation for atmospheric refractive index at radio frequencies // Proceedings of the Institute of Radio Science. 1953. Vol. 41.P. 1035-1037.
5. Дембелов М.Г., Башкуев Ю.Б., Лухнев А.В., Лухнева О.Ф., Саньков В.А. Диагностика содержания атмосферного водяного пара по данным GPS-измерений // Оптика атмосферы и океана. 2015. Т. 28. № 2. С. 172-177.
6. Hopfield H. S. Tropospheric refraction effects on satellite range measurements // APL Technical Digest. 1972. Vol. 11. P. 11–19.
7. MOPS, Minimum operational performance standards for global positioning system/wide area augmentation system airborne equipment, Document No. RTCA/DO-229A, 1998. URL:
https://standards.globalspec.com/std/10072442/RTCA%20DO-229
8. Saastamoinen, J. Atmospheric correction for the troposphere and stratosphere in radio ranging of satellites. // In: Henriksen, The Use of Artificial Satellites for Geodesy. Geophys. Monogr. Ser. AGU. Washington. D.C. 1972. Vol. 15. P. 247-25.
Для цитирования:
Дембелов М.Г., Башкуев Ю.Б. О возможности моделирования углов тропосферной рефракции по данным GPS измерений. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2020. №6. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/jun20/2/text.pdf. DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.6.2