Системні рефракційні ефекти при вимірюваннях, що здійснюються за допомогою електромагнітних хвиль на трансатмосферних трасах
DOI:
https://doi.org/10.24027/2306-7039.4.2018.155763Ключові слова:
Атмосфера, Іоносфера, Рефракція, Затримка Сигналу, Супутникові СистемиАнотація
Статтю присвячено проблемі підвищення точності врахування впливу зовнішніх факторів на результати прецизійних вимірювань, що здійснюються за допомогою електромагнітних хвиль у геодезії, глобальних навігаційних супутникових системах та ін. Одним з основних впливаючих чинників для таких вимірювань є земна атмосфера, яка в загальному випадку включає до себе дві рознесені в просторі області ‒ тропосферу та іоносферу.
Методи корекції впливу атмосфери, які сьогодні застосовуються на практиці в разі вимірювань, що здійснюються за допомогою електромагнітних хвиль на трансатмосферних трасах, припускають, що ефекти впливу, зумовлені тропосферою та іоносферою, є незалежними і можуть розглядатися окремо. Такий підхід не враховує ефект спільного впливу даних середовищ. Цей рефракційний ефект, який є системним, визначає просторове положення траєкторії сигналу і впливає на точність вимірювань.
Виконано аналіз публікацій, присвячених цій проблемі, наведено загальні співвідношення для розрахунку системних рефракційних ефектів, отримано спрощені формули для їх оцінок. Показано, що по порядку величини внесок системних атмосферних ефектів відповідає внеску активно досліджуваних наразі іоносферних ефектів вищих порядків. Розглянуто умови, при яких урахування системних ефектів є необхідним.
Обговорюються актуальні напрямки подальшого розвитку досліджень і розробок щодо врахування системного впливу тропосфери та іоносфери на результати вимірювань, що здійснюються за допомогою глобальних навігаційних супутникових систем. До числа таких напрямків відносяться теоретичні й експериментальні дослідження, розробка зручних для практичного використання аналітичних і комп’ютерних моделей поправок, що компенсують системні рефракційні ефекти, адаптація моделей корекції впливу системних ефектів, що розвиваються для глобальних навігаційних систем, стосовно до інших систем, що використовують вимірювання за допомогою електромагнітних хвиль на трансатмосферних трасах.Посилання
Hofmann-Wellenhof B., Lichtenegger H., Wasle E. GNSS — Global Navigation Satellite Systems. GPS, GLONASS, Galileo and more. Springer- Verlag, Wien, Austria, 2008. 544 p.
Petrie E. J., Hernandez-Pajares M., Spalla P., Moore Ph., King M. A. A Review of Higher Order Ionospheric Refraction Effects on Dual Frequency GPS. Survey Geophysics, 2011, 32:197–253. DOI: https://doi.org/10.1007/s10712-010-9105-z
Hadas T., Krypiak-Gregorczyk A., Hernández-Pajares M. et al. Impact and implementation of higher-order ionospheric effects on precise GNSS applications. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2017, vol. 122, issue 11. DOI: https://doi.org/10.1002/2017jb014750
Mohammed Mainul Hoque, Norbert Jakowski and Jens Berdermann. Transionospheric Microwave Propagation: Higher-Order Effects up to 100 GHz. Published 2017. DOI: http://dx.doi.org/10.5772/66659
Gorb A. I., Prokopov A. V., Remayev E. V., Remayeva O. A. Issledovaniye osobennostey sovmestnogo vliyaniya troposfery i ionosfery Zemli na tochnost’ izmereniy, osushchestvlyayemykh s pomoshch’yu GRNSS [Investigation of the joint influence of the Earth’s troposphere and ionosphere on the accuracy of measurements made with the aid of the GNSSS]. Applied Radio Electronics. The state and prospects (MRF 2005): рroceedings of the 2nd International Radioelectronic Forum. Vol. 7. Kharkov, ANPRE, KHNURE Publ., 2005, pp. VII 195 — VII 198 (in Russian).
Gorb A. I., Prokopov A. V., Remayev E. V., Remayeva O. A. Sovmestnoe vliyanie troposfery i ionosfery Zemli na tochnoct` fazovych izmerenij, osuschestvlyaemych s pomoschyu GNSS [The joint effect of the troposphere and the Earth’s ionosphere on the accuracy of phase measurements made with GNSS]. Ukrajins’kij metrologіchnij zhurnal ‒ Ukrainian metrological journal, 2005, no. 3, pp. 19‒22 (in Russian).
Oleynik A. Ye., Prokopov A. V. Popravki, uchityvayushchiye ionosfernyye effekty vysshikh poryadkov pri dvukhchastotnykh GNSS-izmereniyakh [Amendments to account for higher-order ionospheric effects in dual-frequency GNSS measurements]. Ukrajins’kij metrologіchnij zhurnal ‒ Ukrainian metrological journal, 2007, no. 3, pp. 58‒61 (in Russian).
Prokopov A. V. Uchet systemnich effectov pri otsenke vliyaniya zemnoiy atmosfery na resultaty GNSS izmereniy [Accounting of systemic effects in evating in assessing at estimation of influence the Earth atmosphere on results of GNSS measurements] Systemy obrobky informaciji ‒ System of information processing, 2010, no. 4 (85), pp. 104– 107 (in Russian).
Prokopov A. V. Vliyanie systemnich refrakcionnich effektov na resultaty izmereniy, osuschestvlyaemych s pomoschiy electromagnitnich voln na transatmosfernich trassach [The influence of systemic refraction effects on results of measurements, carried out by electromagnetic waves on transatmospheric traces]. Systemy obrobky informaciji ‒ System of information processing, 2014, no. 3 (119), pp. 49–52 (in Russian).
Oleynik A. E., Prokopov A. V. Vlyyanye system¬nykh refraktsyonnykh éffektov na tochnostʹ yzmerenyy, osushchestvlyaemy s pomoshchʹyu élektromahnytnykh voln na transatmosfernykh trassakh [The influence of systemic refractive effects on the accuracy of measurements carried out using electromagnetic waves on transatmospheric paths]. Metrology and measurement technique: рroceedings of IX International Scientific and Technical Conference (15–16 Oktober 2014). Kharkiv, NSC ‟In¬stitute of Metrology”, 2014, pp. 391‒394 (in Russian).
Prokopov A. V. K otsenke sostavlyayuschich neopredelennosty po tipu B, obuslovlennych refraktsiey, pri izmereniyach, osuschestvlyaemych s po¬moschiyu electromagnitnich voln na transatmosfernich trassach [To assess the components of uncertainty in type B, due to refraction, in measurements carried out with the help of electromagnetic waves on transatmospheric paths]. Measurement Uncertainty: Scientific, Normative, Applied and Methodical Aspects (UM 2017): theses of reports XIV International Scientific and Technical Seminar (Sozopol, 8 September 2017). So¬zopol, 2017, p. 85 (in Russian).
Kravtsov Yu.A., Orlov Yu.I. Geomericheskaya optica neodnorodnich sred [Geometric optics of inhomogeneous media]. Moscow, Nauka Publ., 1980. 304 p. (in Russian).
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
ПОЛІТИКА, ЯКА РЕКОМЕНДУЄТЬСЯ ЖУРНАЛАМ, ЩО ПРОПОНУЮТЬ ВІДКРИТИЙ ДОСТУП З ЗАТРИМКОЮ
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через 12 місяців з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
