1 / 39

Теоретические основы мониторинга влагосодержания атмосферы радиосигналами ГЛОНАСС и GPS

Теоретические основы мониторинга влагосодержания атмосферы радиосигналами ГЛОНАСС и GPS. ГОУ ВПО «Российский государственный гидрометеорологический университет». Чукин В.В., Алдошкина Е.С., Вахнин А.В., Нгуен Т.Т., Обрезкова И.В. Санкт-Петербург, 2010.

mercer
Download Presentation

Теоретические основы мониторинга влагосодержания атмосферы радиосигналами ГЛОНАСС и GPS

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Теоретические основы мониторинга влагосодержания атмосферы радиосигналами ГЛОНАСС и GPS ГОУ ВПО «Российский государственный гидрометеорологический университет» Чукин В.В., Алдошкина Е.С., Вахнин А.В., Нгуен Т.Т., Обрезкова И.В. Санкт-Петербург, 2010

  2. Глобальная навигационная спутниковая система (ГНСС) ГЛОНАСС GPS

  3. Состав систем ГЛОНАСС и GPS

  4. КА системы ГЛОНАСС и GPS КА «Block IIR-M» КА «Глонасс-М»

  5. Орбитальная группировка КА ГНСС Положение КА GPSна небосводес 05.12.2009 02:56по 05.12.2009 03:56 UTC

  6. Параметры космического комплексасистемГЛОНАСС и GPS

  7. Типы навигационных сигналовсистемГЛОНАСС и GPS

  8. GPS GLONASS SBAS Galileo QZSS COMPASS Спектры навигационных радиосигналов ГНСС синий — открытые сигналы;красный — закодированные сигналы;серый — недокументированные сигналы

  9. Определение местоположения приемных устройств потребителей

  10. Задержка радиосигнала в тропосфере Дополнительная задержка радиосигнала, связанная с прохождением через тропосферный слой определяется выражением:

  11. Показатель преломления радиоволнв тропосфере К2/Па

  12. Показатель преломления радиоволнв тропосфере (2) Показатель преломления показывает во сколько раз скорость распространения радиоволн меньше скорости света и может быть представлен в виде двух слагаемых: Гидростатическая часть показателя преломления: «Влажная» часть показателя преломления: .

  13. Две составляющие части задержки радиосигнала в тропосфере Подставим полученное решение в формулу для определения задержки радиосигнала в тропосфере: Отсюда видно, что задержку сигнала в тропосфере можно представить в виде суммы гидростатической задержки, связанной с прохождением радиосигнала сквозь тропосферу, где давление с высотой убывает в соответствии с гидростатическим законом, и задержки за счет распространения в водяном паре:

  14. Гидростатическая задержка радиосигналав тропосфере Для расчетов тропосферную задержку радиосигнала удобно представить в виде суммы произведений вертикальной задержки, умноженной на отображающую функцию:

  15. Гидростатическая задержка при вертикальном распространении сигнала В случае вертикального распространения сигнала от спутника до приемника, гидростатическая часть задержки равна: Поскольку приземное атмосферное давление определяется как где Тогда расчетная формула имеет принимает вид (модель Саастамойнена):

  16. Гидростатическая отображающая функция По определению, данная функция показывает насколько больше задержка радиосигнала при распространении под данным углом места по сравнению с вертикальным распространением радиосигнала атмосфере, где давление воздуха убывает по гидростатическому закону: Для аппроксимации данной функции может быть использована формула Ифадиса:

  17. «Влажная» отображающая функция По определению, данная функция показывает насколько больше задержка радиосигнала при распространении под данным углом места по сравнению с вертикальным распространением радиосигнала во влажном воздухе: Для аппроксимации данной функции может быть использована формула Ифадиса:

  18. «Влажная» задержка радиосигналапри вертикальном распространении Средняя «взвешанная» температура: Влагосодержание в вертикальном столбе атмосферы:

  19. Средняя «взвешанная» температура

  20. Определение интегрального содержания водяного пара в атмосфере Из определения вертикальной задержки радиосигнала во влажном воздухе получается расчетная формула: Таким образом, для определения интегрального содержания водяного пара в столбе атмосферы необходимы измерения одним приемным устройством задержки сигнала ΔLТР в тропосфере при больших углах места навигационного спутника и приземных значений температуры воздуха T0, атмосферного давления P0, парциального давления водяного пара e0 в точке размещения приемника из которых определяются значения вертикальной гидростатической задержки радиосигнала, гидростатической и «влажной» отображающих функций и средней «взвешенной» температуры воздуха.

  21. Определение задержки радиосигналаво влажном воздухе (1) или

  22. Определение задержки радиосигналаво влажном воздухе (2) Преимуществом разностного метода является отсутствие влияния ионосферы и учет не самих значений дальностей до КА, а только их изменений за интервал времени.

  23. Инерциальная и гринвичская геоцентрические системы координат Инерциальная геоцентрическая система WGS-84 ПЗ-90.02

  24. Пример файла навигационных данныхв формате RINEX

  25. Уравнение движения КА ГЛОНАСС

  26. Точность определения местоположенияКА ГЛОНАСС при интегрировании на 30 мин.

  27. Точность определения интегрального содержания водяного пара в атмосфере(Санкт-Петербург, январь-май 2009 г.)

  28. Приемная аппаратура радиосигналов ГНСС Topcon GB-1000 Система: ГЛОНАСС/GPS Число каналов: 40 Чипсет: Paradigm Диапазон частот: L1 и L2 GlobalSat BT-338 Система: GPS Число каналов: 20 Чипсет: SiRF Star III Диапазон частот: L1

  29. Базовая ГНСС станция РГГМУ

  30. Получение данных навигационных измерений ГНСС-приемник генерирует поток «сырых» данных в формате, зависящим от производителя оборудования Для преобразования в единый формат данных служит программа-декодер. Наиболее распространенным является декодер TEQC Данные измерений хранятся в файлах в формате RINEX (Receiver Independent Exchange Format)

  31. Пример данных измерений псевдодальностейв формате RINEX

  32. Сеть базовых ГНСС станций EUREF

  33. Система сбора навигационных данных в режиме реального времени

  34. NTRIP-маршрутизатор в РГГМУ

  35. Пространственное распределение значений вертикальной задержки радиосигнала в тропосферепо данным сети станций BKG (Федеральное агентство картографии и геодезии),Германия

  36. Система обработки навигационных данных

  37. Прогноз количества осадков (модель WRF)

  38. Заключение • Использование данной системы позволит обеспечить пользователей информацией о состоянииатмосферы и улучшить точностьпозиционирования потребителей навигационной информации; • Использование оперативной информации о содержании водяного пара в атмосфере в численных моделях прогноза погоды позволит улучшить детализацию данных и точность региональных краткосрочных прогнозов погоды.

  39. Спасибо за внимание! Чукин Владимир Владимирович,канд. физ.-мат. наук Алдошкина Елена Сергеевна,аспирант Вахнин Антон Вячеславович,студент Нгуен Тонг Там,студент Обрезкова Ирина Владимировна, студент E-mail: chukin@rshu.ru Сайт проекта: http://www.meteolab.ru Работа выполнена при поддержке ФЦП «Кадры» ГК №П1549 от 09.09.2009

More Related