Индикация влияния повышенной турбулентной активности в тропосфере на фазовые измерения радиосигналов ГНСС на примере урагана Надя

Космическая геодезия и навигация
УДК: 
528.88
DOI: 
10.22389/0016-7126-2024-1003-1-59-64
1 Калинников В.В.
2 Хуторова О.Г.
Год: 
2024
№: 
1
1003
Страницы: 
59-64

Университет Иннополис

1, 

Казанский федеральный университет

2, 
Аннотация:
В настоящее время не выработано методик и алгоритмов, позволяющих идентифицировать влияние мелкомасштабных неоднородностей тропосферы при сильных турбулентных событиях на фазовые измерения радиосигналов ГНСС. В статье рассмотрен данный вопрос на примере урагана Надя, обрушившегося 29–30 января 2022 г. на Калининградскую область. В результате обработки измерений в режиме PPP, выполненных на станциях ГНСС, получены остаточные разности. С помощью усреднения остаточных разностей по направлениям на навигационные спутники на каждой станции и усреднения по навигационным спутникам между станциями были рассчитаны вклад многолучевости, ошибок эфемерид и поправок часов навигационных спутников в остаточные разности. После устранения из остаточных разностей фазовых измерений указанных факторов установлено, что среднее квадратическое отклонение остаточных разностей – слабый индикатор повышенной турбулентной активности, вызванной ураганом. Выявлено, что простой подсчет общего суточного числа больших значений остаточных разностей, приведенных к зенитному направлению и очищенных от вклада многолучевости, ошибок эфемерид и поправок часов, может стать эффективным индикатором для выявления периодов с высокой тропосферной турбулентностью. Этот индикатор можно использовать как для дистанционного зондирования быстро развивающихся тропосферных процессов, так и для интерпретации данных постоянно действующих станций спутникового геодезического мониторинга особо опасных и технически сложных объектов
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-27-00222 (https://rscf.ru/project/23-27-00222)

Список литературы: 
1.   Косарев Н. С. Исследование методики контроля фазовых ГНСС измерений по имитационным данным // Вестник СГУГиТ. – 2016. – № 33. – С. 6–13.
2.   Böhm J., Werl B., Schuh H. (2006) Troposphere mapping functions for GPS and very long baseline interferometry from European centre for medium-range weather forecasts operational analysis data // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 111, ¬2, DOI: 10.1029/2005JB003629.
3.   Braun J., Rocken C., Liljergen J. (2002) Comparisons of line of-sight water vapor observations using the global positioning system and a pointing microwave radiometer // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 20, pp. 606–612. DOI: 10.1175/1520-0426(2003)202.0.CO;2.
4.   Chen G., Herring T. A. (1997) Effects of atmospheric azimuthal asymmetry on the analysis of space geodetic data // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 102, ¬9, pp. 20489–20502. DOI: 10.1029/97JB01739.
5.   Hordyniec P., Kapłon J., Rohm W., Kryza M. (2018) Residuals of Tropospheric Delays from GNSS Data and Ray-Tracing as a Potential Indicator of Rain and Clouds // Remote Sens. 10 (12), DOI: 10.3390/rs10121917.
6.   Hunegnaw A., Duman H., Ejigu Y. G., Baltaci H., Douša J., Teferle F. N. (2023) On the impact of GPS multipath correction maps and post-fit residuals on slant wet delays for tracking severe weather events // Atmosphere. 14 (2), DOI: 10.3390/atmos14020219.
7.   Kačmařík M., Douša J., Dick G., Zus F., Brenot H., Möller G., Pottiaux E., Kapłon J., Hordyniec P., Václavovic P., Morel L. (2017) Inter-technique validation of tropospheric slant total delays // Atmospheric Measurement Techniques. 10 (6), pp. 2183–2208. DOI: 10.5194/amt-10-2183-2017.
8.   Kalinnikov V. V., Ustinov A. V., Khutorova O. G., Zagretdinov R. V. (2021) An illustration of the possibility of using GNSS observations to measure evaporation over a reservoir using the example of Nizhnekamsk HPP // Power Technology and Engineering. 55, pp. 168–171. DOI: 10.1007/s10749-021-01336-w.
9.   Nahmani S., Bock O., Guichard F. (2019) Sensitivity of GPS tropospheric estimates to mesoscale convective systems in West Africa // Atmospheric Chemistry and Physics. 19 (14), pp. 9541–9561. DOI: 10.5194/acp-19-9541-2019.
10.   Shoji Y., Nakamura H., Iwabuchi T., Aonashi K., Seko H., Mishima K., Itagaki A., Ichikawa R., Ohtani R. (2004) Tsukuba GPS dense net campaign observation: improvement in GPS analysis of slant path delay by stacking one-way postfit phase residuals // Journal of the Meteorological Society of Japan. Ser. II. 82, 1B, pp. 301–314. DOI: 10.2151/jmsj.2004.301.
Образец цитирования:
Калинников В.В., 
Хуторова О.Г., 
Индикация влияния повышенной турбулентной активности в тропосфере на фазовые измерения радиосигналов ГНСС на примере урагана Надя // Геодезия и картография. – 2024. – № 1. – С. 59-64. DOI: 10.22389/0016-7126-2024-1003-1-59-64
СТАТЬЯ
Поступила в редакцию: 21.09.2023
Принята к публикации: 22.01.2024
Опубликована: 25.02.2024

Содержание номера

2024 январь DOI:
10.22389/0016-7126-2024-1003-1