PPP ve IGS Gerçek Zaman Servisi ile Su Buharı Hareketlerinin İzlenmesi

Yıl 2018, Cilt: 18 Sayı: 1, 343 - 356, 30.04.2018

Engin Tunalı

Öz

Bu çalışmada; Uluslararası Küresel Navigasyon ve Uydu Sistemleri (Global Navigation Satellite Systems - GNSS) Servisi (International GNSS Service - IGS) bünyesinde hizmet veren Gerçek Zaman Servisi (Real Time Service - RTS) aracılığıyla sağlanan uydu yörünge ve saat düzeltmelerini kullanan Gerçek Zamanlı Hassas Konum Belirleme (Real Time Precise Point Positioning – RT PPP) oturumlarının, atmosferdeki su buharı hareketlerini izlemek için yeterli hassasiyette sahip olup olmadığı araştırılmıştır. Bu amaçla, 5 IGS istasyonuna ait gözlemler ve IGS RTS düzeltmeleri kullanılarak troposferde modellenmesi zor zenit ıslak gecikmesi (Zenith Wet Delay - ZWD) değerleri gerçek zamanlı kestirilmiştir. Kestirimlerden türetilen yoğuşabilir su buharı (Precipitable Water Vapor - PWV) değerleri, aynı veya yakın konumlu Radyosonda okumaları ve aynı istasyonların art-işlem (Post Process - PP) PPP kestirimleri ile karşılaştırılmıştır. RT çözümlerde, farklı öncül troposfer modelleri ve izdüşüm fonksiyonları kullanılarak, hangi modelin kestirim sonuçlarına nasıl etki ettiği incelenmiştir. RT PPP gözlemlerinde kullanılan gerçek zamanlı uydu bilgisi ürünlerinin, atmosferi modellemek ve su buharı hareketlerini izlemek için IGS Ultra-Rapid (URP - kestirilen) ürünlere göre daha hassas sonuçlar verdiği görülmüştür. RT PPP çözümlerinde, Viyana İzdüşüm Fonksiyonu1 (Vienna Mapping Function1 – VMF1) gibi sayısal hava modellerinden türetilen troposfer model yaklaşımlarının, Küresel Basınç ve Sıcaklık / Küresel İzdüşüm Fonksiyonu (Global Pressure and Temperature - GPT / Global Mapping Function - GMF) ve New Brunswick Üniversitesi / Niell İzdüşüm Fonksiyonu (University of New Brunswick - UNB / Niell Mapping Function – NMF) gibi analitik modellere göre Radyosonda sonuçları ile daha uyumlu olduğu tespit edilmiş, PP PPP ile RT PPP oturumları arasındaki kestirim farklarının 2 mm’nin altında olduğu gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

IGS RTS, PPP, GNSS Meteorolojisi, Yoğuşabilir Su Buharı

Kaynakça

• Berg, H., 1948. Allgemeine Meteorologie. Dummler’s Verlag, Bonn. Bevis, M., Businger, S., Herring, T. A., Anthes, R., Rocken, C., Ware, R. H., 1992. GPS meteorology: Remote sensing of atmospheric water vapor using the global positioning system, Journal of Geophysical Research (D), 97, 15787– 15801.
• Bevis, M., Businger, S., Chiswell, S., Herring, T. A., Anthes, R. A., Rocken, C., Ware, R. H., 1994. GPS meteorology: Mapping zenith wet delays onto precipitable water. Journal of Applied Meteorology, 33(3):379–386, doi: 10.1175/15200450(1994) 033 <0379:GMMZWD>2.0. O;2.
• Bisnath, S., Gao, Y., 2008. Current State of Precise Point Positioning and Future Prospects and Limitations. Observing Our Changing Earth, 615–623. doi: 10.1007/978-3-540-85426-5_71.
• Boehm, J., Niell, A., Tregoning, P. and Schuh, H., 2006a. Global Mapping Function (GMF): A new empirical mapping function based on numerical weather model data. Geophysical Research Letters, Vol. 33
• . Boehm, J., Werl, B., Schuh, H., 2006b. Troposphere mapping functions for GPS and very long baseline interferometry from european centre for medium-range weather forecast operational analysis data, Journal of Geophysical Research, 111, (B02):406. doi:10.1029/2005JB003629.
• Boehm, J., Heinkelmann, R., Schuh, H., 2007. Short Note: A global model of pressure and temperature for geodetic applications. Journal of Geodesy, Vol. 81, 679 -683.
• Böhm, J., Möller, G., Schindelegger, M., Pain, G., Weber, R., 2015. Development of an improved blind model for slant delays in the troposphere (GPT2w), GPS Solutions, 19:3, 433 – 441. doi:10.1007/s10291-014-0403-7
• . Chen, K. and Gao, Y., 2005. Real-Time Precise Point Positioning Using Single Frequency Data. Proceedings of ION GNSS-2005, September 2005, Long Beach, CA, 1514-1523.
• Dach, R., Lutz, S., Walser, P., Fridez, P., (Eds); 2015: Bernese GNSS Software Version 5.2. User manual, Astronomical Institute, Universtiy of Bern, Bern Open Publishing. DOI: 10.7892/boris.72297; ISBN: 978-3-906813-05-9.
• Dee, D., et al., 2011. The ERA-Interim reanalysis: Configuration and performance of the data assimilation system, Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 137, 553–597, doi:10.1002 /qj.828
• Gao, Y., Chen, K., Shen, X., 2003. Real-Time Kinematic Positioning Based on Undifferenced Carrier Phase Data Processing. Proceedings of ION NTM-2003, Jan.22 - 24, 2003, Anaheim, California, 362-368.
• Kouba, J. and Héroux, P., 2001. GPS Solutions 5: 12. https://doi.org/10.1007/PL00012883.
• Kouba, J., 2009. A Guide to using International GNSS Service (IGS) products, Natural Resources Canada, http://igscb.jpl.nasa.gov/components/usage.html (accessed November, 2017).
• Laurichesse, D. and Mercier, F., 2007. Integer Ambiguity Resolution on Undifferenced GPS Phase Measurements and Its Application to PPP. Proceedings of the 20th International Technical Meeting of the Satellite Division, Institute of Navigation (GNSS 2007). Fort Worth, TX, USA
• . Leandro, R.F., Santos, M. C. and Langley, R. B., 2006. UNB neutral atmosphere models: Development and performance. In National Technical Meeting of The Institute of Navigation, Monterey, California, 18–20
• January, 564–573. Niell, A., 1996. Global mapping functions for the atmosphere delay at radio wavelengths. Journal of Geophysical Research, 101(B2):3227–3246. doi: 10. 1029/95JB03048.
• Petit, G. and Luzum, B., 2010. IERS conventions 2010, IERS Technical Note; 36. Verlag des Bundesamts für Kartographie und Geodasie, Frankfurt am Main, ISBN 3-89888-989-6.
• Rocken, C., Van Hove, T., Ware, R., 1997. Near real-time GPS sensing of atmospheric water vapor. Geophysical Research Letters 24: doi: 10.1029/97GL03312. issn: 0094-8276.
• Saastamoinen, J., 1972. Atmospheric correction for the troposphere and stratosphere in radio ranging of satellites, The use of artificial satellites for geodesy, Geophysical Monograph Series, 15, 247–251.
• Tregoning, P., Boers, R., O'Brien, D. M., and Hendy, M., 1998. Accuracy of precipitable water vapour estimation from GPS observations, Journal of Geophysical Research., 103, 28,901 28,910.
• Uppala, S. M., et al., 2005. The ERA-40 re-analysis, Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 131, 2961-3012. doi:10.1256/qj.04.176.
• Weber, G., Mervart, L., Stürze, A., Rülke, A. and Stöcker, D., 2016. BKG Ntrip Client, Version 2.12. Mitteilungen des Bundesamte für Kartographie und Geodäsie, 49, Frankfurt am Main
• . Zumberge, J. F., Heflin, M. B., Jefferson, D. C., Watkins, M. M. and Webb, F. H., 1997. Precise point positioning for the efficient and robust analysis of GPS data from large networks. Journal of Geophysical Research, 102. doi: 10.1029/96JB03860. issn: 0148-0227.
• 1-https://igs.bkg.bund.de/ntrip/orbits, (19.10.2017)
• 2-https://www.mathworks.com/help, (19.10.2017)