RU2534707C2 - Method for determining delay of electromagnetic signal by troposphere at relative satellite measurements - Google Patents

Method for determining delay of electromagnetic signal by troposphere at relative satellite measurements Download PDF

Info

Publication number
RU2534707C2
RU2534707C2 RU2013111491/28A RU2013111491A RU2534707C2 RU 2534707 C2 RU2534707 C2 RU 2534707C2 RU 2013111491/28 A RU2013111491/28 A RU 2013111491/28A RU 2013111491 A RU2013111491 A RU 2013111491A RU 2534707 C2 RU2534707 C2 RU 2534707C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
troposphere
height
humidity
gradients
measurements
Prior art date
Application number
RU2013111491/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013111491A (en
Inventor
Ольга Владимировна Вшивкова
Владимир Федорович Калугин
Игорь Владимирович Калугин
Original Assignee
Ольга Владимировна Вшивкова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ольга Владимировна Вшивкова filed Critical Ольга Владимировна Вшивкова
Priority to RU2013111491/28A priority Critical patent/RU2534707C2/en
Publication of RU2013111491A publication Critical patent/RU2013111491A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2534707C2 publication Critical patent/RU2534707C2/en

Links

Abstract

FIELD: instrumentation.
SUBSTANCE: method for determining an electromagnetic signal delay by troposphere at relative satellite measurements involves satellite measurements, measurement of meteorological elements by a geodetic gradient meter (RF Patent No. 2452983), a calculation of distribution of meteorological elements in the direction of propagation of an electromagnetic signal, and measurement of a signal delay by troposphere. In the lower atmospheric layer, at modelling, measured gradients of meteorological elements are used, higher - average statistical ones, and an air humidity versus temperature chart is used for humidity. Measurement of meteorological elements by means of a gradient meter allows clear determination of a nature of variation of gradients with altitude. Performance of meteorological measurements above two underlying surfaces that are extreme as to physical and chemical properties allows considering horizontal changeability of meteorological elements. Simultaneous satellite observations at least at three stations allow obtaining excess measurements necessary to determine an optimum value of altitude of replacement of the measured gradients with average statistical ones, which corresponds to minimum discrepancy in coordinate increments.
EFFECT: method allows improving accuracy and efficiency of relative satellite measurements due to independent determination of an electromagnetic signal delay by troposphere.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области измерений и измерительной техники и может быть использовано в геодезии, навигации, метеорологии, в частности: при определении координат спутниковыми методами; при определении направлений и расстояний на наземные, воздушные и космические цели; при исследовании атмосферы.The invention relates to the field of measurements and measuring equipment and can be used in geodesy, navigation, meteorology, in particular: when determining coordinates by satellite methods; in determining directions and distances to ground, air and space targets; in the study of the atmosphere.

Известны способы определения задержек электромагнитного сигнала, основанные на использовании моделей тропосферы, таких как биэкспоненциальная модель по Бину и Даттону (Справочник геодезиста: в 2 кн. / Под ред. В.Д.Большакова и Г.П.Левчука. - М.: Недра, 1985. - Кн. 2. - 440 с.), формула Саастамойнена (Медведев П.П., Баранов И.С. Глобальные навигационные системы (геодезическое использование) // Итоги науки и техники. Геодезия и аэросъемка. - М: ВИНИТИ, 1992. - Т.29., 160 с.), модели Хопфилд, Чао (Голубев А.Н. Глобальные спутниковые навигационно-геодезические системы. Основные принципы устройства и работы: Учебное пособие // М.: Изд-во МИИГАиК, 2003. - 67 с.) и многие другие. Основой перечисленных выше моделей являются данные метеорологических измерений у поверхности земли на момент спутниковых измерений и расчетные формулы, таблицы, описывающие среднестатистическое распределение метеорологических элементов. Все эти модели включают элементы прогнозирования, так как измерения носят точечный характер, а при моделировании вертикальной изменчивости метеоэлементов во всей толще атмосферы используются среднестатистические параметры. Ни одна из перечисленных моделей не учитывает горизонтальные неоднородности.Known methods for determining the delays of the electromagnetic signal based on the use of troposphere models, such as the Biexponential model according to Bean and Dutton (Surveyor's Handbook: in 2 books / Ed. By V.D. Bolshakov and G.P. Levchuk. - M .: Nedra , 1985. - Book 2. - 440 p.), Saastamoinen formula (Medvedev P.P., Baranov I.S. Global Navigation Systems (geodetic use) // Results of science and technology. Geodesy and aerial photography. - M: VINITI , 1992. - T. 29., 160 pp.), Hopfield, Chao models (Golubev AN Global satellite navigation and geodetic systems. About basic principles and devices: Tutorial // M .: in MIIGAiK, 2003 - 67), and many others.. The basis of the above models is the data of meteorological measurements at the surface of the earth at the time of satellite measurements and calculation formulas, tables describing the average distribution of meteorological elements. All these models include prediction elements, since the measurements are point-like in nature, and average statistical parameters are used to model the vertical variability of meteorological elements throughout the atmosphere. None of the listed models takes into account horizontal inhomogeneities.

Использование среднестатистических градиентов температуры, влажности и давления приводит к значительным ошибкам распределения метеоэлементов, особенно в самом изменчивом нижнем слое тропосферы 150-200 м и затем, соответственно, во всей толще тропосферы. Наибольшей непредсказуемостью отличается вертикальное распределение температуры. При нормальном характере распределения температура с высотой падает, при инверсионном - растет, в случае слоистого распределения градиент температуры меняет знак. Помимо вертикальных градиентов метеоэлементов присутствуют горизонтальные градиенты, обусловленные отличием физико-химических свойств подстилающих поверхностей. Применяемые в практике способы и модели учитывают только фактор времени.The use of average temperature, humidity, and pressure gradients leads to significant errors in the distribution of meteorological elements, especially in the most variable lower layer of the troposphere, 150-200 m and then, respectively, in the entire thickness of the troposphere. The greatest unpredictability is the vertical temperature distribution. With a normal distribution, the temperature decreases with height, with an inversion, it increases, in the case of a layered distribution, the temperature gradient changes sign. In addition to the vertical gradients of the meteorological elements, there are horizontal gradients due to the difference in the physicochemical properties of the underlying surfaces. The methods and models used in practice take into account only the time factor.

Известна геодезическая модель тропосферы (Вшивкова О.В. О характере и степени влияния приземного слоя атмосферы на точность спутниковых определений и учете этого влияния // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2007. - №2. - С.21-33), которая для нижнего слоя атмосферы не имеет прогнозируемых элементов и учитывает все три фактора изменения метеоэлементов. Перечисленными признаками она выгодно отличается от известных моделей по точности определения метеорологических элементов в нижнем слое атмосферы. Параметрами геодезической модели являются: 1. показатель преломления на высоте 1 м - измерен; 2. вертикальный градиент показателя преломления на высоте 1 м - измерен; 3. не зависящие от времени коэффициенты перехода от одной подстилающей поверхности к другой - определены в ранее выполненных исследованиях; 4. коэффициенты обмена в вертикальной плоскости - измерены. Измерения метеоэлементов выполняют геодезическим цифровым градиентометром (патент РФ на изобретение №2452983). В формулах переноса значений метеоэлементов с высоты измерений на расчетную высоту, используемых в данной модели, выделен самый нижний слой атмосферы толщиной 150-200 м, что оправдано, т.к. моделирование вертикального распределения метеоэлементов в этом слое требует обязательного привлечения данных о фактическом состоянии тропосферы.A well-known geodetic model of the troposphere (O. Vshivkova, On the nature and degree of influence of the surface layer of the atmosphere on the accuracy of satellite determinations and taking this influence into account // Izv. Vyssh. Geodesy and aerial photography. - 2007. - No. 2. - P.21-33) , which for the lower atmosphere does not have predictable elements and takes into account all three factors of change of meteorological elements. By the listed features, it compares favorably with the known models in the accuracy of determining meteorological elements in the lower atmosphere. The parameters of the geodetic model are: 1. refractive index at a height of 1 m - measured; 2. The vertical gradient of the refractive index at a height of 1 m - measured; 3. time-independent transition coefficients from one underlying surface to another are determined in previously performed studies; 4. exchange coefficients in the vertical plane - measured. Measurements of weather elements are performed by a geodetic digital gradiometer (RF patent for the invention No. 2452983). In the formulas for transferring the values of meteorological elements from the measurement height to the calculated height used in this model, the lowest layer of the atmosphere is 150-200 m thick, which is justified, because modeling of the vertical distribution of meteorological elements in this layer requires the mandatory use of data on the actual state of the troposphere.

Основными недостатками данной модели являются отсутствие направленной реализации способа определения задержки электромагнитного сигнала тропосферой и должного обоснования принятой при расчетах толщины нижнего слоя атмосферы (далее используется термин «высота замены измеренных значений градиентов среднестатистическими»).The main disadvantages of this model are the lack of a directed implementation of the method for determining the delay of an electromagnetic signal by the troposphere and due justification for the thickness of the lower atmosphere layer adopted in the calculations (hereinafter, the term “height of replacement of measured gradient values by average” is used).

Целью настоящего изобретения является повышение точности и производительности относительных спутниковых измерений за счет независимого определения задержки электромагнитного сигнала тропосферой, основанного на использовании геодезической модели нижнего слоя тропосферы, измерении метеорологических параметров геодезическим градиентометром, выполнении основной программы относительных спутниковых измерений на более чем двух станциях.The aim of the present invention is to improve the accuracy and performance of relative satellite measurements by independently determining the delay of the electromagnetic signal by the troposphere, based on the use of a geodetic model of the lower troposphere, measuring meteorological parameters with a geodesic gradiometer, and performing the basic program of relative satellite measurements at more than two stations.

Поставленная цель достигается тем, что выполняют спутниковые измерения одновременно на более чем двух станциях, измеряют метеоэлементы в не менее чем двух пунктах, при этом температуру и влажность измеряют не менее чем на трех уровнях, а давление не менее чем на двух уровнях, вычисляют абсолютные значения и градиенты температуры, влажности и давления на исходной высоте, коэффициенты обмена для температуры и влажности, выполняют анализ: по знаку градиентов температуры и влажности выбирают один из трех возможных типов изменения температуры и влажности с высотой, рассчитывают распределение метеоэлементов по расчетной траектории распространения электромагнитного сигнала до высоты замены измеренных значений градиентов среднестатистическими, далее вычисляют давление и температуру по траектории распространения электромагнитного сигнала на всю расчетную толщу тропосферы, используя принятые среднестатистические значения градиентов, по вычисленной температуре с графика зависимости влажности от температуры снимают значения влажности, рассчитывают задержки электромагнитного сигнала тропосферой от всех наблюдаемых спутников для всех станций, выполняют ряд вычислений приращений координат и их невязок в полученном замкнутом полигоне для разных значений высоты замены измеренных значений градиентов среднестатистическими, из ряда полученных невязок выбирают минимальную и соответствующие ей результирующие задержки электромагнитного сигнала тропосферой и приращения координат.This goal is achieved by the fact that satellite measurements are carried out simultaneously at more than two stations, meteorological elements are measured at least two points, while the temperature and humidity are measured at least three levels, and the pressure at least at two levels, absolute values are calculated and gradients of temperature, humidity and pressure at the initial height, exchange coefficients for temperature and humidity, perform the analysis: one of three possible types of temperature changes is selected according to the sign of the temperature and humidity gradients s and humidity with height, calculate the distribution of meteorological elements along the calculated path of propagation of the electromagnetic signal to the height of replacing the measured values of the gradients by the average statistics, then calculate the pressure and temperature along the path of the propagation of the electromagnetic signal to the entire calculated thickness of the troposphere, using the accepted average statistical values of the gradients, from the calculated temperature from the graph the dependence of humidity on temperature takes humidity values, calculate the delay of the electromagnet of the total troposphere signal from all observed satellites for all stations, perform a series of calculations of coordinate increments and their residuals in the obtained closed range for different values of the replacement height of the measured gradient values by average statistics, from the series of received residuals choose the minimum and the resulting resulting delays of the electromagnetic signal of the troposphere and coordinate increments .

Одновременные спутниковые измерения выполняют на более чем двух станциях для того, чтобы получить избыточные измерения, необходимые для вычисления невязок в приращениях координат в полученном замкнутом полигоне, используемых далее в предлагаемом решении. Измерение метеоэлементов выполняют как минимум над двумя типами подстилающих поверхностей - крайними по своим физико-химическим свойствам для региона работ; измерение метеоэлементов, расчет параметров геодезической модели нижнего слоя тропосферы, анализ типа вертикального распределения температуры и влажности выполняют геодезическим градиентометром со встроенным процессором. Результаты измерений приводят ко времени спутниковых измерений на станциях.Simultaneous satellite measurements are performed at more than two stations in order to obtain redundant measurements necessary for calculating the discrepancies in the increments of coordinates in the obtained closed range used later in the proposed solution. Measurement of meteorological elements is performed on at least two types of underlying surfaces - extreme in their physicochemical properties for the region of work; measurement of meteorological elements, calculation of the parameters of the geodetic model of the lower troposphere layer, analysis of the type of vertical distribution of temperature and humidity is performed by a geodesic gradiometer with an integrated processor. The measurement results lead to the time of satellite measurements at the stations.

В результате анализа определяют характер вертикального распределения температуры и влажности. При слоистом распределении вертикальные градиенты этих метеоэлементов и аномальной части вертикального градиента давления принимают равным "0", в двух других вариантах, нормальном и инверсионном, расчеты выполняют по ниже приведенным формулам с учетом знака измеренного градиента.The analysis determines the nature of the vertical distribution of temperature and humidity. With a layered distribution, the vertical gradients of these meteorological elements and the anomalous part of the vertical pressure gradient are taken to be "0", in two other versions, normal and inverse, the calculations are performed according to the formulas below, taking into account the sign of the measured gradient.

По траектории распространения электромагнитного сигнала, используя значения температуры tизм, влажности eизм и давления pизм на верхнем измерительном уровне, через выбранные интервалы Δzj до принятой высоты замены измеренных значений градиентов среднестатистическими распределение метеоэлементов рассчитывают по ниже приведенным формулам переноса (1) с учетом измеренных значений коэффициента обмена bt, be и коэффициентов перехода Аисх→тек от исходной поверхности, над которой были выполнены измерения, к подстилающей поверхности для текущего высотного интервала j:According to the propagation path of the electromagnetic signal, using the values of temperature t ISM , humidity e ISM and pressure p ISM at the upper measuring level, at selected intervals Δz j to the accepted replacement height of the measured gradient values, the average distribution of meteorological elements is calculated using the following transfer formulas (1) taking into account measured values of the exchange coefficient b t, b e and A transition coefficients ref → flowed from the reference surface over which measurements were made, to the underlying surface to Live altitude interval j:

Figure 00000001
Figure 00000001

Градиенты температуры (gradверt)0, влажности (gradверe)0, давления (gradверp)0 на исходной высоте и коэффициенты обмена для температуры bt и влажности be в приведенных выше формулах вычисляют по значениям метеоэлементов, измеренным на нескольких уровнях:The gradients of temperature (grad ver t) 0 , humidity (grad ver e) 0 , pressure (grad ver p) 0 at the initial height and exchange coefficients for temperature b t and humidity b e in the above formulas are calculated from the values of meteorological elements measured on several levels:

Figure 00000002
Figure 00000002

Ниже приведены значения переходных коэффициентов, полученные в процессе наших исследований.Below are the values of the transition coefficients obtained in the process of our research.

Подстилающая поверхностьUnderlying surface Переходный коэффициент Aисх→тек Transition coefficient A out → tech исходнаяsource текущаяcurrent заболоченная почваwetland soil поверхность, покрытая средней густоты травойmedium-thick grass 1,91.9 заболоченная почваwetland soil открытая поверхностьopen surface 2,72.7 заболоченная почваwetland soil песокsand 3,53,5

За начальное значение высоты замены измеренных градиентов среднестатистическими принимают значение, меньшее уровня возможной приподнятой инверсии, например 50 м, далее расчеты выполняют для других значений высоты, изменяя их с возможным шагом 50 м до высоты, значение которой контролируют одновременными вычислениями приращений координат и невязок.The initial value of the replacement height of the measured gradients by the average is taken to be a value less than the level of the possible raised inversion, for example, 50 m, then the calculations are performed for other values of the height, changing them with a possible step of 50 m to a height whose value is controlled by simultaneous calculations of coordinate increments and residuals.

Выше высоты замены измеренных значений градиентов среднестатистическими на всю расчетную толщу тропосферы распределение температуры и давления вычисляют с использованием среднестатистических значений градиентов через выбранные интервалы по высоте по формулам переноса (1).Above the replacement height of the measured gradient values with the average statistics for the entire estimated thickness of the troposphere, the temperature and pressure distribution is calculated using the average statistical gradients at selected intervals along the heights according to transfer formulas (1).

Значения влажности снимают с графика зависимости влажности от температуры (см. чертеж) по значениям температуры или вычисляют по формуле, заменяющей этот графикHumidity values are taken from the graph of humidity versus temperature (see drawing) according to the temperature values or calculated by the formula replacing this graph

Figure 00000003
Figure 00000003

Начальное значение абсолютной влажности eнач равно влажности, вычисленной по формулам переноса для высоты замены измеренных значений градиентов среднестатистическими, конечное - нулю при температуре около - 30°C.The initial value of the absolute humidity e nach is equal to the humidity calculated by the transfer formulas for the height of the replacement of the measured values of the gradients with the average statistics, the final - zero at a temperature of about - 30 ° C.

Далее вычисляют значения показателя преломления nj для середины каждого интервала, используя общеизвестные эмпирические зависимости, связывающие показатель преломления с температурой, давлением и влажностью среды распространения. Среднеинтегральный показатель преломления

Figure 00000004
по траектории в толще тропосферы Z вычисляют по формулеNext, the values of the refractive index n j for the middle of each interval are calculated using well-known empirical relationships that relate the refractive index to the temperature, pressure and humidity of the propagation medium. Integral average refractive index
Figure 00000004
along the trajectory in the thickness of the troposphere Z is calculated by the formula

Figure 00000005
Figure 00000005

Тропосферную задержку ΔSтроп вычисляют по формулеThe tropospheric delay ΔS trails is calculated by the formula

Figure 00000006
Figure 00000006

где ν - угловая высота траектории над горизонтом, Z - толща тропосферы.where ν is the angular height of the trajectory above the horizon, Z is the thickness of the troposphere.

После вычисления тропосферных задержек для каждой траектории со всеми значениями высоты замены измеренных градиентов среднестатистическими вычисляют приращения координат и невязки в полигоне. Из ряда полученных невязок выбирают наименьшие и соответствующие им результирующие задержки сигнала тропосферой и приращения координат.After calculating the tropospheric delays for each trajectory with all the values of the replacement height of the measured gradients, the average statistical increments of coordinates and residuals in the polygon are calculated. From the series of discrepancies obtained, the smallest and the resulting resulting signal delays by the troposphere and coordinate increments are selected.

Эффект повышения производительности получают уменьшением времени позиционирования (измерения) на станции за счет независимого определения тропосферной задержки. Приемы уменьшения или исключения влияния многопутности специалистам известны, при реализации данного решения достаточно избегать выполнения измерений в закрытой, застроенной и гористой местностях. Ошибка в положении спутника, задержка ионосферой, ошибка в измерении времени имеют другую физическую природу и не требуют многочасовых измерений на станции.The effect of increasing productivity is obtained by reducing the positioning (measurement) time at the station due to the independent determination of the tropospheric delay. Techniques are known to reduce or eliminate the effect of multi-track, when implementing this solution, it is sufficient to avoid taking measurements in closed, built-up and mountainous terrain. The error in the position of the satellite, the delay in the ionosphere, the error in the measurement of time are of a different physical nature and do not require hours of measurement at the station.

На чертеже представлен график, отражающий зависимость влажности воздуха от температуры, полученный по результатам наших исследований. Пунктирной линией показан график максимально возможного содержания водяного пара при данной температуре. Ось абсцисс соответствует нулевой влажности. Работоспособность графика подтверждает кривая, сглаживающая данные радиозондирования атмосферы, обозначенные треугольными значками.The drawing shows a graph reflecting the dependence of air humidity on temperature, obtained according to the results of our research. The dashed line shows a graph of the maximum possible water vapor content at a given temperature. The abscissa axis corresponds to zero humidity. The performance of the graph is confirmed by the curve smoothing the atmospheric radio sounding data indicated by triangular icons.

Измерения градиентометром выполняют на местности, параметры геодезической модели тропосферы и задержку электромагнитного луча всей расчетной толщей тропосферы получают в последующей обработке в следующей последовательности. В районе работ выбирают крайние по физико-химическим свойствам поверхности и над ними выполняют метеорологические измерения. Устанавливают в рабочее положение градиентометр, выполняют измерения метеоэлементов в расчетный период времени, анализируют результаты измерений и определяют характер вертикального распределения температуры и влажности, затем вычисляют параметры геодезической модели нижнего слоя тропосферы по формулам (2), значения метеоэлементов по расчетным траекториям электромагнитных лучей через выбранные интервалы до принятой высоты замены измеренных градиентов среднестатистическими по формулам (1), выше по этим же траекториям вычисляют температуру с учетом среднестатистических значений градиента температуры через выбранные интервалы по высоте по всей расчетной толще тропосферы, по результатам вычисления температуры с графика (см. чертеж) снимают значения влажности или влажность определяют по таблице или формуле (3), заменяющей график, вычисляют значения давления в тех же точках расчетной траектории электромагнитного луча с учетом среднестатистических значений барического градиента. Такие вычисления выполняют по всем имеющимся траекториям. Полученные значения метеоэлементов используют для вычисления результирующего показателя преломления и тропосферной задержки по всем траекториям по формулам (4) и (5), далее вычисляют приращения координат и невязки в полигоне. Такие вычисления выполняют с разными значениями высоты замены измеренных градиентов среднестатистическими. Из полученного ряда невязок в приращениях координат выбирают наименьшие и соответствующие им результирующие задержки и приращения координат.Gradient meter measurements are performed on the ground, the parameters of the geodetic model of the troposphere and the delay of the electromagnetic beam by the entire estimated thickness of the troposphere are obtained in the subsequent processing in the following sequence. In the area of work, the surfaces with extreme physical and chemical properties are selected and meteorological measurements are performed over them. A gradiometer is set in working position, meteorological measurements are carried out in the calculated time period, the results of measurements are analyzed and the nature of the vertical distribution of temperature and humidity is determined, then the parameters of the geodetic model of the lower troposphere layer are calculated using formulas (2), meteorological parameters are calculated from the calculated electromagnetic ray paths at selected intervals to the accepted replacement height of the measured gradients by the average statistics according to formulas (1), the tempo is calculated above the same paths taking into account the average statistical values of the temperature gradient at selected intervals along the entire thickness of the troposphere, according to the results of calculating the temperature, the humidity values are taken from the graph (see drawing) or the humidity is determined according to the table or formula (3), replacing the graph, pressure values are calculated in the same points of the calculated trajectory of the electromagnetic beam, taking into account the average values of the baric gradient. Such calculations are performed on all available trajectories. The obtained values of the weather elements are used to calculate the resulting refractive index and tropospheric delay along all trajectories according to formulas (4) and (5), then increments of coordinates and residuals in the polygon are calculated. Such calculations are performed with different values of the height of the replacement of the measured gradients by the average. From the obtained series of discrepancies in the increments of coordinates, the smallest and the corresponding resulting delays and increments of coordinates are selected.

В нашем подходе получаем эквивалентное значение высоты замены измеренных градиентов среднестатистическими, соответствующее оптимальному варианту полученных результатов (приращений координат), что обеспечивает ослабление влияния всего комплекса ошибок, независимо от источника их возникновения и характера влияния на конечный результат.In our approach, we obtain the equivalent value of the height of the replacement of the measured gradients by the average, corresponding to the optimal version of the obtained results (increments of coordinates), which ensures weakening of the influence of the whole complex of errors, regardless of the source of their occurrence and the nature of the effect on the final result.

Claims (1)

Способ определения задержки электромагнитного сигнала тропосферой при относительных спутниковых измерениях, включающий спутниковые измерения, измерение метеорологических элементов у земной поверхности, расчет распределения метеоэлементов в направлении распространения электромагнитного сигнала через выбранные интервалы по высоте с учетом принятой модели тропосферы и результатов измерений, вычисление среднеинтегрального показателя преломления по траектории сигнала во всей расчетной толще тропосферы, определение задержки сигнала и отличающийся тем, что спутниковые измерения выполняют на станциях более двух, измерение температуры и влажности выполняют в не менее чем двух пунктах на не менее чем трех высотных уровнях, а давление на не менее чем двух уровнях, далее по результатам измерений вычисляют градиенты метеоэлементов на принятой за исходную высоте, коэффициенты обмена для температуры и влажности, анализируют характер изменения температуры и влажности с высотой, при слоистом распределении метеоэлемента его градиент принимают равным "0", по полученным параметрам геодезической модели нижнего слоя тропосферы рассчитывают распределение метеоэлементов до высоты замены измеренных градиентов среднестатистическими через выбранные интервалы по высоте по направлению расчетной траектории, выше значения влажности снимают с графика зависимости влажности от температуры, а температуру и давление через выбранные интервалы по высоте рассчитывают с учетом среднестатистических значений их градиентов, вычисляют результирующие задержки по всем траекториям, приращения координат и невязки в приращениях координат в замкнутом полигоне, далее подобные вычисления повторяют для других значений высоты замены измеренных градиентов среднестатистическими, в результате чего получают ряд невязок, из которого выбирают наименьшие и соответствующие им результирующие задержки и приращения координат. A method for determining the delay of an electromagnetic signal by the troposphere in relative satellite measurements, including satellite measurements, measuring meteorological elements near the earth's surface, calculating the distribution of meteorological elements in the direction of propagation of the electromagnetic signal at selected intervals along the height, taking into account the accepted troposphere model and measurement results, calculating the average integral refractive index along the path signal in the entire estimated thickness of the troposphere, determination of signal delay and characterized in that satellite measurements are performed at stations of more than two, temperature and humidity are measured at at least two points at at least three altitude levels, and pressure at at least two levels, then the gradients of meteorological elements are calculated from the measurements taken as the initial height, the exchange coefficients for temperature and humidity, analyze the nature of changes in temperature and humidity with height, with a layered distribution of the meteorological element, its gradient is taken equal to "0", according to the received pairs The tram of the geodetic model of the lower troposphere layer calculates the distribution of meteorological elements up to the height of replacement of the measured gradients with average statistics at selected intervals along the height in the direction of the calculated trajectory, above the humidity value is taken from the graph of humidity versus temperature, and the temperature and pressure at selected intervals along the height are calculated taking into account average statistics their gradients, calculate the resulting delays along all paths, coordinate increments and residuals in increments x coordinates in a closed polygon, then similar calculations are repeated for other values of the height of the replacement of the measured gradients by the average statistics, resulting in a series of residuals from which the smallest and corresponding resulting delays and increments of coordinates are selected.
RU2013111491/28A 2013-03-15 2013-03-15 Method for determining delay of electromagnetic signal by troposphere at relative satellite measurements RU2534707C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013111491/28A RU2534707C2 (en) 2013-03-15 2013-03-15 Method for determining delay of electromagnetic signal by troposphere at relative satellite measurements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013111491/28A RU2534707C2 (en) 2013-03-15 2013-03-15 Method for determining delay of electromagnetic signal by troposphere at relative satellite measurements

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013111491A RU2013111491A (en) 2014-09-20
RU2534707C2 true RU2534707C2 (en) 2014-12-10

Family

ID=51583571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013111491/28A RU2534707C2 (en) 2013-03-15 2013-03-15 Method for determining delay of electromagnetic signal by troposphere at relative satellite measurements

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2534707C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2318222C2 (en) * 2002-12-19 2008-02-27 Организасьон Энтергувернманталь Дит Ажанс Спасьяль Еропеэн Method and system for navigation in real time scale which use three carrier radio signals, transmitted by satellite, and ionosphere corrections
RU2452983C1 (en) * 2010-10-05 2012-06-10 Ольга Владимировна Вшивкова Gradient meter
RU2479855C2 (en) * 2007-05-31 2013-04-20 Навком Текнолоджи, Инк. Distance dependant error mitigation in real-time kinematic positioning
RU2502080C2 (en) * 2011-07-07 2013-12-20 Александр Васильевич Тертышников Method of probing ionosphere, troposphere, geologic movements and set for implementing said method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2318222C2 (en) * 2002-12-19 2008-02-27 Организасьон Энтергувернманталь Дит Ажанс Спасьяль Еропеэн Method and system for navigation in real time scale which use three carrier radio signals, transmitted by satellite, and ionosphere corrections
RU2479855C2 (en) * 2007-05-31 2013-04-20 Навком Текнолоджи, Инк. Distance dependant error mitigation in real-time kinematic positioning
RU2452983C1 (en) * 2010-10-05 2012-06-10 Ольга Владимировна Вшивкова Gradient meter
RU2502080C2 (en) * 2011-07-07 2013-12-20 Александр Васильевич Тертышников Method of probing ionosphere, troposphere, geologic movements and set for implementing said method

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RU 2313103 C1 (Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Красноярский государственный технический университет (КГТУ) (RU)) 20.12.2007. *
Афраймович Э.Л., Перевалова Н.П. GPS-мониторинг верхней атмосферы Земли. - Иркутск: ГУ НЦ РВХ ВСНЦ СО РАМН, 2006. 480 с. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013111491A (en) 2014-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Næsset et al. Estimating tree heights and number of stems in young forest stands using airborne laser scanner data
ES2773183T3 (en) Procedure for increasing the spatial resolution of a weather forecast
CN105629263A (en) Troposphere atmosphere delay error correction method and correction system
CN106959456B (en) A kind of GNSS SURVEYING CONTROL NETWORK Accuracy Estimation
CN105842692B (en) A kind of atmospheric correction method in INSAR measurements
Peprah et al. Performance evaluation of the Earth Gravitational Model 2008 (EGM2008)–a case study
Bitelli et al. Evolution of the techniques for subsidence monitoring at regional scale: the case of Emilia-Romagna region (Italy)
Ismail et al. Establishment of new fitted geoid model in Universiti Teknologi Malaysia
Yildiz et al. Determination and validation of the Turkish Geoid Model-2020 (TG-20)
KR101141963B1 (en) Filtering method of lidar data by multiple linear regression analysis
CN113009531A (en) Small-scale high-precision low-altitude troposphere atmosphere refractive index model
RU2338158C1 (en) Method for aircraft navigation
RU2534707C2 (en) Method for determining delay of electromagnetic signal by troposphere at relative satellite measurements
Konakoğlu et al. A Study on 2D similarity transformation using multilayer perceptron neural networks and a performance comparison with conventional and robust outlier detection methods.
Liu et al. Estimating zenith tropospheric delay based on GPT2w model
Gumindoga Hydrologic impacts of Landuse change in the Upper Gilgel Abay River Basin, Ethiopia; TOPMODEL Application.
Erol Investigations on local geoids for geodetic applications
Miidla et al. Tomographic approach for tropospheric water vapor detection
Tekin Ünlütürk et al. THE EFFECT OF SEASONAL VARIATION ON GNSS ZENITH TROPOSPHERIC DELAY
Spiroiu et al. Geo-gravimetric quasi-geoid determination over Romania
Kalinnikov et al. Influence of Irregularities of Water Vapor Field in Surface Layer of the Atmosphere on the Results of Satellite Monitoring of Hydropower Structures in Region of Reservoirs
Majkráková et al. An analysis of methods for gravity determination and their utilization for the calculation of geopotential numbers in the Slovak national levelling network
Łyszkowicz et al. Preliminary unification of Kronsztadt86 local vertical datum with global vertical datum
Abd-elqader et al. Evaluation Study of GNSS Technology and Traditional Surveying in DEM Generation and Volumes Estimation
Sulaiman et al. Geoid model estimation without additive correction using KTH approach for Peninsular Malaysia

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150316