Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2016, № 3 · RADIO ENGINEERING

Влагосодержание тропосферы в Байкальском регионе по данным GPS измерений

M.G. Dembelov1, I.B. Bashkuev1, A.V. Lukhnev2, O.F. Lukhneva2, V.A. Sankov2

1 Институт физического материаловедения СО РАН, Russia
2 Институт земной коры СО РАН, Russia
Full text UDC 551.506.2 EDN VSZBJZ

Abstract

Delay of GPS signals that propagate through the lower neutral atmosphere causes of errors in the accuracy of GPS positioning. This delay can be reduced to the zenith direction and called as a tropospheric delay. The continuously operating GPS network of 8 permanent observation points was created in the Baikal region. The results of primary processing GPS data provide continuous atmospheric data as a total zenith tropospheric delay (ZTD). Total zenith tropospheric delay is the sum of the "dry" or hydrostatic (ZHD) and "wet» (ZWD) components. Hydrostatic delay well be modeled by surface barometric measurements in the point of signal reception. "Wet" delay mainly depends on the quantity of atmospheric water vapor content in the troposphere. ZWD data allow revealing the amount of integral water vapor (IWV) and the amount of precipitated water (PW) over a measurement point.

  • total zenith tropospheric delay
  • integrated water vapor
  • precipitated water
  • meteorological data
Аннотация (на русском)

Влагосодержание тропосферы в Байкальском регионе по данным GPS измерений

Задержка GPS сигналов, которые распространяются сквозь нижнюю нейтральную атмосферу, служит причиной погрешностей в точности GPS позиционирования. Такая задержка приводится к зенитному направлению и называется тропосферной зенитной задержкой. В Байкальском регионе создана непрерывно действующая GPS сеть из 8 постоянных пунктов наблюдения. Результаты обработки первичных GPS данных дают непрерывные атмосферные данные в виде полной тропосферной зенитной задержки (ZTD). Полная тропосферная зенитная задержка является суммой «сухой» или гидростатической (ZHD) и «влажной» (ZWD) компонент. Гидростатическая задержка хорошо моделируется поверхностными барометрическими измерениями в месте приема сигнала. «Влажная» задержка в основном зависит от количества содержания атмосферного водяного пара в тропосфере. Данные по ZWD позволяют выявить количество суммарного водяного пара (IWV) и количество осаждаемой воды (PW) над пунктом измерений.

For citation

Dembelov M.G., Bashkuev I.B., Lukhnev A.V., Lukhneva O.F., Sankov V.A. Влагосодержание тропосферы в Байкальском регионе по данным GPS измерений // Journal of Radio Electronics. – 2016. – No. 3.

References

  1. Лухнев А.В., Саньков В.А., Мирошниченко А.И., и др. Современные деформации земной коры в области сочленения сегментов рифтов центральной части Байкальской рифтовой системы по данным GPS геодезии // Геология и геофизика. 2013. Т. 54, - № 11, С. 1814-1825.
  2. Саньков В.А., Лухнев А.В., Мирошниченко А.И., и др. Современные горизонтальные движения и сейсмичность южной части Байкальской впадины (Байкальская рифтовая система) // Физика Земли. 2014. - № 6. С. 70-79.
  3. Эминов Р. А., Магеррамов Э. И. 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
  4. Bevis M. et al. GPS meteorology: remote sensing of atmospheric water vapor using the global positioning system // J. of Geoph. Res. vol. 97, no d14, P. 15787-15801. 1992.
  5. Davis J. et al. Geodesy by radio interferometery: effects of atmospheric modeling errors on the estimates on baseline lengths // Radio Science, vol. 20, no. 6, P. 1593-1607. 1985.
  6. Мошков А.В., Пожидаев В.Н. Особенности рефракции радиоволн в приполярных районах // Радиотехника и электроника. 2014. Т. 59. - № 11. с. 1085-1089.
  7. Паршуков В.А., Кутуза Б.Г. Астрономическая рефракция в условиях слоистых неоднородностей коэффициента преломления воздуха // Радиотехника и электроника. 2012. Т. 57. - № 2. с. 133-151.
  8. Hopfield H.S. Two quartic tropospheric refractivity profile for correcting satellite data // J. of Geoph. Res. vol. 74, no 18, P. 4487-4499. 1969.
  9. Дембелов М.Г., Башкуев Ю.Б., Лухнев А.В. и др. Диагностика содержания атмосферного водяного пара по данным GPS-измерений // Оптика атмосферы и океана. 2015. Т. 28. - № 2. с. 172-177.
  10. 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. V. 15, P. 247-251.
  11. Куницын В. Е., Нестеров И. А., Терешин Н. А. Анализ влагосодержания атмосферы по данным приемников GPS // Журнал радиоэлектроники: электронный журнал. - 2015. - №6. URL: http://jre.cplire.ru/jre/jun15/12/text.pdf
  12. MOPS (1998) Minimum operational performance standards for Global Positioning System/wide area augmentation system airborne equipment. Technical report. Document No. RTCA/DO-229A, June 8, 1998.
  13. Марченко О.Ю., Мордвинов В.И., Антохин П.Н. Исследование долговременной изменчивости и условий формирования атмосферных осадков в бассейне реки Селенга // Оптика атмосферы и океана. 2012. Т. 25. - № 12. с. 1084-1090.