Mail
Chat
Drive
     

System of Remote Sensing of the Atmosphere

Система предназначена для получения информации о состоянии атмосферы. Принцип работы основан на регистрации и обработке радиосигналов ГЛОНАСС/GPS. Полученная информация используется для улучшения качества и детализации прогнозов погоды.

Распространение радиосигнала от навигационных спутников к наземным приемным устройствам через нейтральную атмосферу сопровождается уменьшением фазовой скорости радиоволн. Это связано с наличием в атмосфере молекул азота, кислорода, углекислого газа и водяного пара. Под действием внешней радиоволны эти молекулы поляризуются и создают дополнительные электрические токи в атмосфере. В результате, суммарные токи уже отличаются от токов в вакууме, что приводит к уменьшению фазовой скорости радиоволн, которая напрямую зависит концентрации молекул. Следовательно, измерения дополнительной задержки радиосигнала при распространении в атмосфере дают информацию об интегральных свойствах атмосферы вдоль траектории распространения радиосигнала.

Приемная навигационная аппаратура в результате первичной обработки результатов измерения позволяет определять дальность до космических аппаратов ГНСС. Вторичная обработка измерений заключается в решении навигационной задачи и дает информацию о местоположении приемного устройства. Для получения метеорологической информации необходима разработка специальных методов вторичной обработки данных.

В случае, радиозатменного метода, когда передатчик и приемник располагаются на спутниках, для решения обратной задачи дистанционного зондирования атмосферы, то есть для определения из данных измерений времени прохождения сигнала вертикальных профилей параметров атмосферы (температуры воздуха, атмосферного давления, парциального давления водяного пара), на первом этапе получается вертикальный профиль показателя преломления из данных об угле рефракции с помощью преобразования Абеля, затем из профиля показателя преломления получаются профили температуры, парциального давления водяного пара и атмосферного давления (из уравнения статики). Ограничением радиозатменного метода является трудность или невозможность определения профилей метеорологических параметров ниже 5-7 км. Это связано с наличием в нижних слоях тропосферы большого количества молекул водяного пара. Отличительной особенностью метода радиопросвечивания атмосферы, разрабатываемого в рамках данного проекта, является использование результатов наземной регистрации ГНСС-сигналов сетью приемных устройств, позволяющих получать информацию о содержании водяного пара в нижних слоях тропосферы.

С математической точки зрения, обратная задача определения содержания водяного пара в атмосфере по результатам наземной регистрации ГНСС-сигналов является некорректной, то есть одним и тем же результатам измерений соответствуют несколько различных состояний атмосферы. Поэтому, для ее решения используются методы регуляризации (метод Тихонова, метод статистической регуляризации). Важным этапом создания метода радиопросвечивания атмосферы является определение параметров регуляризации. При решении задачи методом статистической регуляризации используется информация о пространственной корреляции метеорологических параметров в тропосфере, получаемая с использованием созданного для этих целей банка данных аэрологического зондирования атмосферы.

Разработка методов получения информации о пространственном распределении водяного пара в атмосфере по данным регистрации ГНСС-сигналов позволит выйти на качественно новый уровень метеорологического обеспечения, повысить качество метеорологических прогнозов погоды и улучшить точность позиционирования пользователей навигационных систем ГЛОНАСС и GPS.


Данные измерений влагозапаса атмосферы с помощью сети радиоприемных устройств ГЛОНАСС/GPS

Светлое
from   to 

Дополнительная информация

Сеть базовых станций IGS: сервер NASA, сервер garner.ucsd.edu, сервер ЦУП ЦНИИмаш
Сеть базовых станций НАВГЕОКОМ (30 станций по России)
Сеть базовых станций Омской области (1 станция)

Утилита предварительной подготовки данных TEQC
Программа для конвертации данных из формата Leica в формат RINEX
Пакет программ для анализа данных GAMIT/GLOBK
Пакет программ для анализа данных GPSTK