Estymacja opóźnienia troposferycznego z obserwacji GNSS na potrzeby meteorologii i pozycjonowania GNSS

Podobne dokumenty
Estymacja opóźnienia troposferycznego z obserwacji GNSS na potrzeby meteorologii i pozycjonowania GNSS

Modelowanie stanu atmosfery z obserwacji GNSS i meteorologicznych

1. (2015) 156, 29-42, IF=3.377,

Moduł modelowania i predykcji stanu troposfery projekt ASG+ Budowa modułów wspomagania serwisów czasu rzeczywistego systemu ASG-EUPOS

Przedstawiona rozprawa doktorska stanowi spójny tematycznie zbiór czterech artykułów opublikowanych w recenzowanych czasopismach naukowych:

Moduły ultraszybkiego pozycjonowania GNSS

Jan Kapłon, Tomasz Hadaś, Jarosław Bosy, Kamil Kaźmierski

Przedstawiona rozprawa doktorska stanowi spójny tematycznie zbiór trzech artykułów opublikowanych w czasopismach naukowych:

METEOROLOGIA GNSS. Modelowanie stanu troposfery z wykorzystaniem obserwacji GNSS i meteorologicznych.

ZAŁOŻENIA I STAN AKTUALNY REALIZACJI

APLIKACYJNE WYKORZYSTANIE SIECI STACJI REFERENCYJNYCH GNSS

Analiza IWV wyznaczonego z wysoką rozdzielczością czasową z obserwacji GNSS w programie G-Nut/Tefnut case study

Wykorzystanie sieci ASG EUPOS w zadaniach związanych z realizacją systemu odniesień przestrzennych

Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Instytut Geodezji i Geoinformatyki. Zastosowanie techniki GPS w badaniu troposfery

Ultra szybkie pozycjonowanie GNSS z zastosowaniem systemów GPS, GALILEO, EGNOS i WAAS

Precyzyjne pozycjonowanie multi-gnss, meteorologia GNSS oraz modelowanie orbit Galileo w grupie badawczej GNSS&Meteo UP we Wrocławiu

SERWIS INTERAKTYWNEGO MONITOROWANIA WSPÓŁRZĘDNYCH STACJI SIECI ASG-EUPOS

AKTUALNY STAN REALIZACJI PROJEKTU ASG+

Aktualne produkty jonosferyczne dla GNSS

TEMATYKA PRAC DYPLOMOWYCH MAGISTERSKICH STUDIA STACJONARNE DRUGIEGO STOPNIA ROK AKADEMICKI 2012/2013

Podstawowa osnowa trójwymiarowa jako realizacja ETRS-89

Problem testowania/wzorcowania instrumentów geodezyjnych

Wyznaczenie parametrów opóźnienia troposferycznego dla stacji referencyjnej GNSS

Badania wpływu charakterystyki dokładnościowej korekt różnicowych na poprawne wyznaczenie nieoznaczoności w pozycjonowaniu GNSS-RTK

Tel. (71) ,

Analiza dokładności modeli centrów fazowych anten odbiorników GPS dla potrzeb niwelacji satelitarnej

Wstępne wyniki opracowania kampanii GNSS Integracja stacji referencyjnych systemu ASG- EUPOS z podstawową osnową geodezyjną kraju

prof. Cezary SPECHT Gdańsk r.

Pomiary statyczne GNSS i serwisy postprocessingu: POZGEO, POZGEO D i POZGEO DF

Badania dokładności pozycjonowania techniką PPP w zależności od długości sesji obserwacyjnej oraz wykorzystanych systemów pozycjonowania satelitarnego

Tomasz Andrzej Hadaś

ZAŁOŻENIA BUDOWY MODUŁÓW OPRACOWANIA SIECI ASG-EUPOS I MONITOROWANIA WSPÓŁRZĘDNYCH STACJI SYSTEMU W CZASIE PRAWIE-RZECZYWISTYM

POZGEO-2 - moduł ultraszybkiego pozycjonowania w ramach projektu ASG+

Podstawowe pojęcia związane z pomiarami satelitarnymi w systemie ASG-EUPOS

Moduł modelowania i predykcji stanu jonosfery

Wskaźniki jakości rozwiązania sieciowego Network RTK

GEOMATYKA program podstawowy. dr inż. Paweł Strzeliński Katedra Urządzania Lasu Wydział Leśny UP w Poznaniu

OPÓŹNIENIE TROPOSFERYCZNE GNSS I JEGO ZASTOSOWANIE DO BADAŃ STANU ATMOSFERY

Integracja stacji referencyjnych systemu ASG-EUPOS z podstawową osnową geodezyjną kraju

Powierzchniowe systemy GNSS

Pomiary statyczne GNSS i serwisy postprocessingu: POZGEO, POZGEO D i POZGEO DF

Zintegrowanego Systemu

Janusz Bogusz 1), Bernard Kontny 2)

SATELITARNE TECHNIKI POMIAROWE WYKŁAD 12

Typowe konfiguracje odbiorników geodezyjnych GPS. dr hab. inż. Paweł Zalewski Akademia Morska w Szczecinie

WYBRANE ELEMENTY GEOFIZYKI

Systemy pozycjonowania i nawigacji Navigation and positioning systems

ASG-EUPOS wielofunkcyjny system precyzyjnego pozycjonowania i nawigacji w Polsce

TEMATYKA PRAC DYPLOMOWYCH MAGISTERSKICH STUDIA STACJONARNE DRUGIEGO STOPNIA ROK AKADEMICKI 2010/2011

Zastosowanie pomiarów GPS do wyznaczania deformacji terenu na obszarze Głównego i Starego Miasta Gdańska

Wpływ rozwoju elektromobilności w Polsce na zanieczyszczenie powietrza

Działalność polskich Centrów Analiz w zadaniach EUREF

Wykorzystanie systemu EGNOS w nawigacji lotniczej w aspekcie uruchomienia serwisu Safety-of-Life

(Slant delay mesoscale functions)

Olsztyński Park Naukowo-Technologiczny Centrum Propagacji Fal Radiowych w Jonosferze

Moduł meteorologiczny w serwisie CRIS

Precyzyjne pozycjonowanie w oparciu o GNSS

WIELOFUNKCYJNY SYSTEM PRECYZYJNEGO POZYCJONOWANIA SATELITARNEGO ASG-EUPOS

Wykorzystanie serwisu ASG-EUPOS do badania i modyfikacji poprawek EGNOS na obszarze Polski

Geodezja i Kartografia I stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

WYZNACZANIE WYSOKOŚCI Z WYKORZYSTANIEM NIWELACJI SATELITARNEJ

GEODEZYJNE TECHNIKI SATELITARNE W REALIZACJI UKŁADU ODNIESIENIA

Wiesław Graszka naczelnik wydziału Szymon Wajda główny specjalista

Menu. Badania temperatury i wilgotności atmosfery

Nazwa specjalności:geodezja gospodarcza, geodezja i technologie infprmatyczne, kataster nieruchomości, geodezja i nawigacja satelitarna

Ocena wpływu rozwoju elektromobilności na stan jakości powietrza

R E C E N Z J A. rozprawy doktorskiej mgr inż. Jakuba Kality pt: Analysis of factors that influence the quality of precise point positioning method

Prognozowanie pogody i jakości powietrza. Maciej Kryza, Małgorzata Werner, Kinga Wałaszek, Tony Dore

Ultra szybkie statyczne pozycjonowanie gnss z zastosowaniem systemów GPS i Galileo

Współczesne problemy sieci geodezyjnych Problem aktualności współrzędnych katalogowych ASG-EUPOS

Serwisy postprocessingu POZGEO i POZGEO D

OPRACOWANIE DANYCH GPS CZĘŚĆ I WPROWADZENIE DO GPS

Korzyści wynikające ze wspólnego opracowania. z wynikami uzyskanymi techniką GNSS

Serwisy czasu rzeczywistego: NAWGEO KODGIS NAWGIS

AUTOREFERAT DR INŻ. JACEK PAZIEWSKI OLSZTYN 2017

Lp. Promotor Temat Dyplomant 1. Dr inż. A. Dumalski. Badanie dokładności użytkowej niwelatora cyfrowego 3. Dr inż. A. Dumalski

TEMATYKA PRAC DYPLOMOWYCH INŻYNIERSKICH STUDIA STACJONARNE PIERWSZEGO STOPNIA ROK AKADEMICKI 2010/2011

WYKORZYSTANIE WIRTUALNYCH STACJI SYSTEMU ASG-EUPOS DO WYZNACZANIA WYSOKOŚCI W STATYCZNYCH POMIARACH GPS 1

Wykorzystanie systemu ASG-EUPOS do wykonania prac geodezyjnych i kartograficznych

TEMATYKA PRAC DYPLOMOWYCH MAGISTERSKICH STUDIA STACJONARNE DRUGIEGO STOPNIA ROK AKADEMICKI 2011/2012

Katedra Geodezji Satelitarnej i Nawigacji. Geodezja i geoinformatyka

Wpływ długości sesji pomiarowej na dokładność wyznaczania pozycji w pomiarach statycznych GPS

Pomiary różnicowe GNSS i serwisy czasu rzeczywistego: NAWGEO, KODGIS, NAWGIS

Pomiary różnicowe GNSS i serwisy czasu rzeczywistego: NAWGEO, KODGIS, NAWGIS

Gdynia, 02 grudnia 2017

Wpływ charakterystyki dokładnościowej korekt różnicowych na rozwiązanie modelu pozycjonowania GNSS-RTK

Janusz Śledziński. Technologie pomiarów GPS

ASG EUPOS w państwowym systemie odniesień przestrzennych

Układy odniesienia i systemy współrzędnych stosowane w serwisach systemu ASG-EUPOS

WPŁYW DŁUGOŚCI CZASU POMIARU TECHNIKĄ RTK GPS W SYSTEMIE ASG-EUPOS NA DOKŁADNOŚĆ WYZNACZANIA WSPÓŁRZĘDNYCH PUNKTU

Wybrane aspekty analizy stochastyczności trendu długookresowego w obserwacjach geodezyjnych

The impact of the global gravity field models on the orbit determination of LAGEOS satellites

Temat pracy dyplomowej Promotor Dyplomant CENTRUM INŻYNIERII RUCHU MORSKIEGO. prof. dr hab. inż. kpt.ż.w. Stanisław Gucma.

PRZEPISY PRAWNE I STANDARDY TECHNICZNE CZĘŚĆ 2 : STANDARDY TECHNICZNE

Dokładność wyznaczenia prędkości europejskich stacji permanentnych EPN

WPŁYW KĄTA ODCIĘCIA HORYZONTU NA WYZNACZANIE POZYCJI W TRYBIE RTN GNSS Z SIECIĄ TPI NETPRO ORAZ VRSNET

Porównanie zawartości pary wodnej uzyskanej z obserwacji GPS z pomiarami aerologicznymi i numerycznymi modelami pogody

Instytut Ekologii Terenów Uprzemysłowionych w Katowicach

GPSz 2 WYKŁAD 4 OSNOWY SZCZEGÓŁOWE ZAKŁADANE TECHNOLOGIĄ GNSS ORAZ OSNOWY ZINTEGROWANE - ZASADY OGÓLNE

Pomiary różnicowe GNSS i serwisy czasu rzeczywistego: NAWGEO, KODGIS, NAWGIS. Artur Oruba specjalista administrator systemu ASG-EUPOS

Transkrypt:

Seminarium Współczesne problemy podstawowych osnów geodezyjnych w Polsce Grybów, 14-16 września 2016 r. Estymacja opóźnienia troposferycznego z obserwacji GNSS na potrzeby meteorologii i pozycjonowania GNSS Jan Kapłon Instytut Geodezji i Geoinformatyki ul. Grunwaldzka 53, 50-357 Wrocław jan.kaplon@igig.up.wroc.pl

Spis treści 1. Metodyka wyznaczania opóźnienia troposferycznego w kierunku zenitu i ukośnym oraz wyznaczanie zawartości pary wodnej w atmosferze, 2. Motywacja, 3. System NRT, 4. Ocena dokładności danych meteorologicznych z obserwacji GNSS, 5. Wpływ wyznaczania nieoznaczoności w czasie prawie-rzeczywistym na parametry troposferyczne, 6. Zastosowanie w meteorologii, 7. Zastosowanie w pozycjonowaniu, 8. Podsumowanie.

Atmosferyczne źródła zakłóceń sygnału GNSS Ośrodek dyspersyjny dla mikrofal (sygnał GNSS) Jonosfera Troposfera ~20 500 km ~10 km ~85-2000 km Ośrodek niedyspersyjny ale refrakcyjny Zawiera 0 4% H 2 O

Opóźnienie troposferyczne sygnału GNSS - dla obserwacji fazowych - dla obserwacji kodowych

STD, ZTD oraz funkcje mapujące

STD, ZTD oraz funkcje mapujące c.d. Zus et al., 2014 Dousa et al., 2016 Marini, 1972 Herring, 1992 Chen and Herring, 1997

Metodyka wyznaczania obserwacji skośnych

Metodyka wyznaczania obserwacji skośnych 90 BOR1 (AOAD/M_T NONE) 7 90 GWWL (TRM59900.00 SCIS) 7 90 JLGR (TRM41249.00 TZGD) 7 N S N N S N [mm]

Wyznaczenie kolumnowej zawartości pary wodnej

Motywacja

Motywacja

System wyznaczania parametrów troposferycznych z obserwacji GNSS w trybie NRT Parameters Bernese GNSS Software v. 5.2 System wyznaczania parametrów troposfery z obserwacji GNSS bazuje na uruchamianym w trybie wsadowym scenariuszu obliczeniowym oprogramowania Bernese GNSS Software v. 5.2. Obecnie system pobiera dane obserwacyjne w postaci plików RINEX, docelowo, dla estymacji w interwale 15 minutowym, konieczne jest uzyskanie dostępu do danych w czasie rzeczywistym. Period of use Starting from September 2015 Number of stations 310 Elevation cutoff angle 5 Orbit/Clock/ERP Processed window length GPS phase ambiguity handling Interval of troposphere parameter estimation Troposphere a-priori model / mapping function (MF) Site-specific troposphere parameters ZTD horizontal gradient model Troposphere parameters constraining IGS Ultra-Rapid 6 h Baseline length dependent estimation:(l6/l3, L1/L2, L5/L3 with SIGMA strategy, L1/L2 with QIF strategy) (Dach et al., 2015) 30 min Saastamoinen (1972) Dry part only/ Dry Global MF (Boehm et al., 2006) Estimated using Wet Global MF Chen & Herring (1997) ZTD: 2mm, Gradients: 0.2 mm

Sieć WUEL oraz WLIT do wyznaczania ZTD w trybie NRT Total: 310 stations Mean dist.: 40 km

Sieć VICNET do wyznaczania ZTD w trybie NRT Total: 156 stations Mean dist.: 70 km

Ocena dokładności wyznaczania opóźnienia troposferycznego w kierunku zenitu Dymarska et al., 2017

Ocena dokładności wyznaczania opóźnienia troposferycznego w kierunku zenitu USNO US Naval Observatory: ftp://cddis.gsfc.nasa.gov/gps/products/tr oposphere/zpd (Hackman et al., 2015)

Ocena dokładności wyznaczania opóźnienia troposferycznego w kierunku zenitu - EGVAP E-GVAP The EUMETNET EIG GNSS water vapour programme

dztd [mm] Ocena dokładności wyznaczania opóźnienia troposferycznego w kierunku zenitu wpływ wyznaczania nieoznaczoności 10 8 6 4 2 0-2 -4 CEDU HOB2 MOBS PARK STR1 STR2 TID1 MEAN bias FLOAT STACKED -0,79-0,99-0,18-1,56 0,82-0,09 2,15-0,09 bias FLOAT SINGLE -0,99-1,20-0,55-1,62 0,47-0,18 1,77-0,33 bias FIXED STACKED -0,60-0,94 0,01-1,15 0,93-0,18 2,38 0,06 bias FIXED SINGLE -0,90-1,29-0,41-1,88 0,55-0,25 1,92-0,32 std. dev. FLOAT STACKED 5,21 6,20 5,53 7,35 5,83 7,74 6,56 6,35 std. dev. FLOAT SINGLE 4,91 6,25 5,94 6,62 5,57 7,56 6,18 6,15 std. dev. FIXED STACKED 5,02 6,06 5,52 8,07 5,77 7,54 6,65 6,37 std. dev. FIXED SINGLE 5,06 6,32 6,16 7,06 5,63 7,30 6,38 6,27 Statistics calculated for period 091 168 day of 2015

Ocena dokładności skośnego troposferycznego opóźnienia sygnału GNSS

Ocena dokładności skośnego troposferycznego opóźnienia sygnału GNSS

Ocena dokładności skośnego troposferycznego opóźnienia sygnału GNSS GNSS4SWEC WG1 Podwójne stacje GNSS powinny posiadać takie same opóźnienia sygnału w kierunkach skośnych oraz zenitu. LDB0 LDB2 M. Kačmařík, J. Douša, G. Dick, F. Zus, H. Brenot, E. Pottiaux, G. Möller, J. Kaplon, P. Václavovic, L. Morel, P. Hordyniec. (2016). Validation of tropospheric slant total delays from different techniques. GNSS4SWEC WG Meeting, September 1 2, 2016, GFZ Potsdam, Germany

Ocena dokładności skośnego troposferycznego opóźnienia sygnału GNSS porównanie z WVR Kačmařík, et al., (2016)

Korelacja przestrzenna szeregów ZTD dla rozwiązań NRT sieci ASG-EUPOS (125 stacji, 120 kolejnych dni 2013 roku)

Korelacja przestrzenna szeregów ZTD interpolacja ZTD Mapa stacji użytych do interpolacji

Korelacja przestrzenna szeregów ZTD interpolacja ZTD

Zastosowanie w meteorologii asymilacja do NMP TEST 7 radiosond, 4 pomiary na każdą 54 godzinną prognozę (12, 24,36, 48 h), 4 warianty: Bazowy brak asymilacji, WRFDA asymilacja ZTD ze 120 stacji ASG-EUPOS, WRFDA 20 asymilacja z 20 stacji (EPN), WRFDA 20 NoSE asymilacja z 20 stacji z usunięciem błędu systematycznego (ZTD_GNSS ZTD_WRF) WRF Siatka WRF 12x12km dla Europy oraz 4x4 km dla Polski, 47 poziomów pionowych, Warunki początkowe i brzegowe: GFS 0.5x0.5 o Karina Wilgan, Witold Rohm, Jakub Guzikowski, Jan Kaplon, Maciej Kryza, Pawel Hordyniec. (2016). 4DVAR assimilation of GNSS zenith path delays into a numerical weather prediction model in Poland. 16th EMS Annual Meeting & 11th European Conference on Applied Climatology, Trieste, 14.09.2016

Zastosowanie w meteorologii asymilacja do NMP

Efekt asymilacji ZTD na zgodności temperatur Karina Wilgan, Witold Rohm, Jakub Guzikowski, Jan Kaplon, Maciej Kryza, Pawel Hordyniec. (2016). 4DVAR assimilation of GNSS zenith path delays into a numerical weather prediction model in Poland. 16th EMS Annual Meeting & 11th European Conference on Applied Climatology, Trieste, 14.09.2016

Efekt asymilacji ZTD na zgodności temperatur punktu rosy Karina Wilgan, Witold Rohm, Jakub Guzikowski, Jan Kaplon, Maciej Kryza, Pawel Hordyniec. (2016). 4DVAR assimilation of GNSS zenith path delays into a numerical weather prediction model in Poland. 16th EMS Annual Meeting & 11th European Conference on Applied Climatology, Trieste, 14.09.2016

Efekt asymilacji ZTD na zgodności wilgotności względnej Karina Wilgan, Witold Rohm, Jakub Guzikowski, Jan Kaplon, Maciej Kryza, Pawel Hordyniec. (2016). 4DVAR assimilation of GNSS zenith path delays into a numerical weather prediction model in Poland. 16th EMS Annual Meeting & 11th European Conference on Applied Climatology, Trieste, 14.09.2016

Zastosowanie w meteorologii monitoring zjawisk Oddzielenie dwóch różnych mas powietrza Estera Trzcina, Piotr Toma, Natalia Dymarska, Witold Rohm, Jan Kapłon, Jan Sierny, Marek Błaś, Maciej Kryza. (2016). NRT GNSS services for monitoring severe weather. IAG Comission 4 Symposium. (Prezentacja ) Wrocław, 5-7.09.2016.

Estera Trzcina, Piotr Toma, Natalia Dymarska, Witold Rohm, Jan Kapłon, Jan Sierny, Marek Błaś, Maciej Kryza. (2016). NRT GNSS services for monitoring severe weather. IAG Comission 4 Symposium. (Prezentacja ) Wrocław, 5-7.09.2016. Zastosowanie w meteorologii monitoring zjawisk Uwalnianie ciepła utajonego

Monitoring zjawisk - korelacja IWV z intensywnością opadów

Zastosowanie w pozycjonowaniu informacja a priori dla PPP Hadaś, T., Kaplon, J., Bosy, J., Sierny, J., & Wilgan, K. (2013). Near-real-time regional troposphere models for the GNSS precise point positioning technique. Measurement Science and Technology, 24(5), 055003.

Podsumowanie Opóźnienie sygnału GNSS może być wyznaczane w czasie prawie rzeczywistym z dokładnością 5-10 mm, co przekłada się na błąd określenia zawartości pary wodnej o wartości 1kg/m 2. Uczestnictwo w programie E-GVAP II i III oraz akcji COST ES1206 GNSS4SWEC zapewnia możliwość konfrontacji uzyskiwanych rezultatów troposferycznych z zewnętrznymi, niezależnymi źródłami danych, które potwierdzają wysoką zgodność wyników generowanych na UPWr z wynikami innych ośrodków badawczych. Współpraca rozpoczęta ze środowiskiem meteorologicznym (UWr oraz IMGW) daje nadzieję, na włączenie do prognoz pogody dodatkowych 310 punktów podających aktualne dane o kolumnowej zawartości pary wodnej. Pierwsze rezultaty zastosowania opóźnienia troposferycznego do wyznaczania pozycji, są zachęcające w przypadku rozwiązań kinematycznych.

Podsumowanie Ukończenie zadań postawionych przed WG1 projektu GNSS4SWEC wymaga zmiany interpretacji przepisów ustawy PGiK, tak aby dostęp do strumieni RT ze stacji ASG- EUPOS został uznany za dostęp do danych, a nie jak dotychczas za płatny dostęp do systemu teleinformatycznego. Dziękuję za uwagę jan.kaplon@igig.up.wroc.pl