ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2015, № 6 · РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН

Анализ влагосодержания атмосферы по данным приемников GPS

В.Е. Куницын1,2, И.А. Нестеров1, Н.А. Терешин1

1 Московский Государственный Университет имени М.В. Ломоносова, Россия
2 Институт физики Земли им. О.Ю.Шмидта РАН, Россия
Полный текст EDN TYZEJN

Аннотация

Система GPS с использованием сетей двухчастотных приемников активно применяется в последние годы в задачах зондирования ионосферы и тропосферы. Особый интерес представляет оценка атмосферного влагосодержания, которое важно для улучшения численных прогнозов погоды. В данной работе описывается метод, позволяющий оценивать значение интегрального влагосодержания атмосферы по измеряемым фазовым задержкам сигнала спутников GPS. Производится демонстрация результатов работы метода с использованием данных североамериканской сети GPS-приемников SOPAC. Точность работы метода оценивается путем сравнения результатов с данными из глобального и регионального реанализов погоды.

  • gps
  • влагосодержание
  • precipitable water
  • дистанционное зондирование
  • спутниковые навигационные системы
  • тропосфера
Abstract (in English)

GPS system has proved itself to be an excellent tool for ionosphere sounding problems. This led to evaluating the feasibility of using dual-frequency GPS-receivers for remote sensing of the troposphere. Sensing water vapour content is of particular interest to research concerned with improving numeric weather forecasts. This article describes a method of measuring integrated water vapour content in the atmosphere by using signal phase delay data from GPS receivers. Sample output is displayed, using SOPAC receiver array data as input. Data from global and regional reanalyses is used to provide comparison and perform error estimation.

Для цитирования

Куницын В.Е., Нестеров И.А., Терешин Н.А. Анализ влагосодержания атмосферы по данным приемников GPS // Журнал радиоэлектроники. – 2015. – № 6.

Литература

  1. В. Е. Куницын, Е. Д. Терещенко, Е. С. Андреева, Радиотомография ионосферы. М.: Физматлит, 2007.
  2. Bender M. et al. Development of a GNSS water vapour tomography system using algebraic reconstruction techniques //Advances in Space Research. - 2011. - Т. 47. - №. 10. - С. 1704-1720.
  3. Liou Y. A. (ed.). Radio occultation method for remote sensing of the atmosphere and ionosphere. - InTech, 2010.
  4. Solheim F. S. et al. Propagation delays induced in GPS signals by dry air, water vapor, hydrometeors, and other particulates // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. - 1999. - Т. 104. - №. D8. - С. 9663-9670.
  5. Kaplan E., Hegarty C. (ed.). Understanding GPS: principles and applications. - Artech house, 2005.
  6. Р. А. Эминов, Э. И. Магеррамов, К вопросу о GPS измерениях общего количестве осаждаемой воды. // Журнал радиоэлектроники: электронный журнал. - 2012. - №7. URL: http://jre.cplire.ru/iso/jul12/8/text.pdf
  7. Ashby N. Relativity in the global positioning system // Living Rev. Relativity. - 2003. - Т. 6. - №. 1.
  8. Scherneck H. G. A parametrized solid earth tide model and ocean tide loading effects for global geodetic baseline measurements // Geophysical Journal International. - 1991. - Т. 106. - №. 3. - С. 677-694.
  9. Rothacher M., Schmid R. ANTEX: The antenna exchange format version 1.3. Format specifications, IGS Central Bureau, Pasadena. - 2006.
  10. Alber C. et al. Obtaining single path phase delays from GPS double differences // Geophysical Research Letters. - 2000. - Т. 27. - №. 17. - С. 2661-2664.
  11. Niell A. E. Global mapping functions for the atmosphere delay at radio wavelengths // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. - 1996. - Т. 101. - №. B2. - С. 3227-3246.
  12. Kouba J., Héroux P. Precise point positioning using IGS orbit and clock products // GPS solutions. - 2001. - Т. 5. - №. 2. - С. 12-28.
  13. Eubank R. L. Spline Smoothing and Nonparametric Regression. - 1988.
  14. Bevis M. et al. GPS meteorology: Remote sensing of atmospheric water vapor using the Global Positioning System // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. - 1992. - Т. 97. - №. D14. - С. 15787-15801.
  15. Saastamoinen J. Atmospheric correction for the troposphere and stratosphere in radio ranging satellites //The use of artificial satellites for geodesy. - 1972. - С. 247-251.
  16. Troller M. et al. 3-D refractivity field from GPS double difference tomography // Geophysical research letters. - 2002. - Т. 29. - №. 24. - С. 2-1-2-4.