PPP ve IGS Gerçek Zaman Servisi ile Su Buharı Hareketlerinin İzlenmesi

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.

Monitoring Water Vapor Variations with PPP and IGS Real Time Service

In this study, the performance of Precise Point Positioning (PPP) sessions, which processing real time satellite orbit and clock corrections provided by the International GNSS Service Real Time Service (IGS RTS), were evaluated in terms of monitoring atmospheric water vapor variations. Observation data of 5 IGS stations and streamed real time correction messages were processed together in order to estimate highly spatiotemporal and hard to model variable zenith wet delay (ZWD) parameters in the real time (RT). Precipitable water vapor (PWV) values that derived from the ZWD parameters were compared with the water vapor values obtained from co-located Radiosonde readings and with the results of the post-process (PP) PPP estimates of the same IGS sites. Different a priori troposphere models and mapping functions were applied to solutions for observing their effects on the estimates. Real-time (RT) PPP campaigns, which processing real time satellite orbits and clocks, were proved to provide much more accurate estimates rather than predicted part of IGS Ultra-Rapid products (URP) during modeling the atmosphere and monitoring water vapor variations. RT PPP solutions, which using numerical weather models (NMW) derived Vienna Mapping Function 1 (VMF1) to estimate the PWV, showed better agreement with the Radiosonde readings than other RT PPP estimates processing empirical models such as Global Pressure and Temperature / Global Mapping Function (GPT / GMF) and University of New Brunswick / Niell Mapping Function (UNB / NMF). It has also been observed that differences between PP PPP and RT PPP campaigns’ estimates remain within 2 mm.

___

  • 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 mediumrange 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/s10291-0140403-7.
  • 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: 978-3906813-05-9.
  • 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)
Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 6 Sayı
  • Başlangıç: 2015
  • Yayıncı: AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

A Study on Size Optimization of Trusses with BB-BC Algorithm: Review and Numerical Experiments

Hakan ÖZBAŞARAN

UV-C Stresinin 6-Benzilaminopürin Varlığında Çoğaltılmış Amsonia orientalis’in In vitro Sürgün Gelişimi ve Antioksidan Enzimleri Üzerine Etkileri

Arda ACEMİ, Yonca Avcı DUMAN, Fazıl ÖZEN, Yonca YÜZÜGÜLLÜ KARAKUŞ, Halil İ. TOYGAR

Asetil Benzofuran Metakrilat Kopolimerlerinin Termal Özelliklerinin ve Reaktivite Oranlarının İncelenmesi

Zehra ERGEN, Zülfiye İLTER, Serpil YILMAZ

Atık Mermer Tozlarının Seramik Yapıştırma Harcı Olarak Değerlendirilmesi

Gökhan GÖRHAN, Gökhan KÜRKLÜ, Ahmet Raif BOĞA

Poli(2-Hidroksi-3-Benzofenoksipropil Metakrilat-Benzil Metakrilat) Kopolimerinin Ters Gaz Kromatografisi ile Termodinamik Özelliklerinin İncelenmesi

Aslışah AÇIKSES, Fatih BİRYAN

Alüminyum Metal Köpüğün Bilgisayar Destekli Mikro-CT Tomografi ile Yapısal Karakterizasyonu

İsmet AYDIN, Alpay Tamer AYDIN

Farklı Kalınlıktaki AA6061-T6 Levhaların Sürtünme Karıştırma Kaynağı için Uygun Kaynak Parametrelerinin Belirlenmesi

Gürel ÇAM, Özgür AKÇAM, Güven İPEKOĞLU

Gegenbauer Polinomları İçin Bilineer ve Bilateral Doğurucu Fonksiyonlar

Nejla ÖZMEN

Teobromin ve Teobromin-Su Bileşikleri Üzerine Deneysel ve Teorik Çalışmalar

Mustafa Tuğfan BİLKAN

Mavi Faz Kolesterik Sıvı Kristalinin Termal Kararlılığı ve Mekanik Davranışları Üzerine Polimer Çeşitliliğinin Etkisi

Enver ATİK, Can ÇİVİ, Emine KEMİKLİOĞLU