(Slant delay mesoscale functions)

Podobne dokumenty
Przekształcenia zdjęć satelitarnych Meteosat do projekcji modelu COAMPS

Aerodynamics I Compressible flow past an airfoil

Proposal of thesis topic for mgr in. (MSE) programme in Telecommunications and Computer Science

The Overview of Civilian Applications of Airborne SAR Systems

The Lorenz System and Chaos in Nonlinear DEs

Hard-Margin Support Vector Machines

Towards Stability Analysis of Data Transport Mechanisms: a Fluid Model and an Application

EXAMPLES OF CABRI GEOMETRE II APPLICATION IN GEOMETRIC SCIENTIFIC RESEARCH

W. Kosek 1, W. Popiński 2, A. Rzeszótko 1 1. Centrum Badań Kosmicznych, PAN, Warszawa 2. Główny Urząd Statystyczny, Warszawa

y = The Chain Rule Show all work. No calculator unless otherwise stated. If asked to Explain your answer, write in complete sentences.

Lecture 20. Fraunhofer Diffraction - Transforms

Modelowanie stanu atmosfery z obserwacji GNSS i meteorologicznych

Helena Boguta, klasa 8W, rok szkolny 2018/2019

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

Matematyka 3. Suma szeregu. Promień zbieżności szeregu. Przykład 1: Przykład 2: GenerateConditions

Przewody do linii napowietrznych Przewody z drutów okrągłych skręconych współosiowo

DM-ML, DM-FL. Auxiliary Equipment and Accessories. Damper Drives. Dimensions. Descritpion

tum.de/fall2018/ in2357

Walyeldeen Godah Małgorzata Szelachowska Jan Kryński. Instytut Geodezji i Kartografii (IGiK), Warszawa Centrum Geodezji i Geodynamiki

Remote Sensing & Photogrammetry L6. Beata Hejmanowska Building C4, room 212, phone:

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

Modern methods of statistical physics

Dynamics of the Warsaw Stock Exchange index as analysed by the Mittag-Leffler function

H γ0 - the standard enthalpy of g phase. H β γ - the transition enthalpy of b to g

Dupin cyclides osculating surfaces

DOI: / /32/37

RESONANCE OF TORSIONAL VIBRATION OF SHAFTS COUPLED BY MECHANISMS

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

TTIC 31210: Advanced Natural Language Processing. Kevin Gimpel Spring Lecture 9: Inference in Structured Prediction

OPÓŹNIENIE TROPOSFERYCZNE GNSS I JEGO ZASTOSOWANIE DO BADAŃ STANU ATMOSFERY

ver wektory

Knovel Math: Jakość produktu

CENTRUM CZYSTYCH TECHNOLOGII WĘGLOWYCH CLEAN COAL TECHNOLOGY CENTRE. ... nowe możliwości. ... new opportunities

A sufficient condition of regularity for axially symmetric solutions to the Navier-Stokes equations

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

Machine Learning for Data Science (CS4786) Lecture11. Random Projections & Canonical Correlation Analysis

Model standardowy i stabilność próżni

General Certificate of Education Ordinary Level ADDITIONAL MATHEMATICS 4037/12

Linear Classification and Logistic Regression. Pascal Fua IC-CVLab

2017 R. Robert Gajewski: Mathcad Prime 4. Solution of examples Rozwiązania przykładów

Metodyki projektowania i modelowania systemów Cyganek & Kasperek & Rajda 2013 Katedra Elektroniki AGH

2SWLPL]DWLRQRI7URSRVSKHULF'HOD\0DSSLQJ )XQFWLRQ3HUIRUPDQFHIRU+LJK3UHFLVLRQ *HRGHWLF$SSOLFDWLRQV

Menu. Do badań zabarwienia oceanów,

Astrofizyka cząstek w planach CERNu

BIOPHYSICS. Politechnika Łódzka, ul. Żeromskiego 116, Łódź, tel. (042)

Convolution semigroups with linear Jacobi parameters

MULTI CRITERIA EVALUATION OF WIRELESS LOCAL AREA NETWORK DESIGNS

n [2, 11] 1.5 ( G. Pick 1899).

Pomiary hydrometryczne w zlewni rzek

PORTS AS LOGISTICS CENTERS FOR CONSTRUCTION AND OPERATION OF THE OFFSHORE WIND FARMS - CASE OF SASSNITZ

Unitary representations of SL(2, R)

Instrukcja obsługi User s manual

Mgr inż. Krzysztof KRAWIEC. Rozprawa doktorska. Streszczenie

IT SYSTEM FOR COUNTRY PROTECTION AGAINST EXTREME HAZARDS (ISOK) METEOROLOGICAL HAZARD MAPS METHODOLOGICAL APPROACH

Pomiary ELF źródłem informacji o globalnej aktywności burzowej

Przekształcenia zdjęćsatelitarnych Meteosatdo projekcji modelu COAMPS

WSCHÓD I ZACHÓD SŁOŃCA SUNRISE / SUNSET

POLITECHNIKA ŚLĄSKA INSTYTUT AUTOMATYKI ZAKŁAD SYSTEMÓW POMIAROWYCH

Struktury proponowane dla unikalnych rozwiązań architektonicznych.

WSCHÓD I ZACHÓD SŁOŃCA SUNRISE / SUNSET

WYKORZYSTANIE SYSTEMU Mathematica DO ROZWIĄZYWANIA ZAGADNIEŃ PRZEWODZENIA CIEPŁA

PROGRAM STAŻU. Nazwa podmiotu oferującego staż / Company name IBM Global Services Delivery Centre Sp z o.o.

WSCHÓD I ZACHÓD SŁOŃCA SUNRISE / SUNSET

Tytuł pracy w języku angielskim: Microstructural characterization of Ag/X/Ag (X = Sn, In) joints obtained as the effect of diffusion soledering.

Faculty of Environmental Engineering. St.Petersburg 2010

ELEKTRYKA Krzysztof BUDNIK, Wojciech MACHCZYŃSKI Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, Politechnika Poznańska

Badanie pola wiatru dla obszarów morskich na podstawie danych teledetekcyjnych i modeli numerycznych

WSCHÓD I ZACHÓD SŁOŃCA SUNRISE / SUNSET

Assignment 3.1 (SA and LA)

Systemy wbudowane. Poziomy abstrakcji projektowania systemów HW/SW. Wykład 9: SystemC modelowanie na różnych poziomach abstrakcji

WSCHÓD I ZACHÓD SŁOŃCA SUNRISE / SUNSET

SPIS TREŚCI SPIS WAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ WSTĘP KRÓTKA CHARAKTERYSTYKA SEKTORA ENERGETYCZNEGO W POLSCE... 14

Fig 5 Spectrograms of the original signal (top) extracted shaft-related GAD components (middle) and

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

DETECTION OF MATERIAL INTEGRATED CONDUCTORS FOR CONNECTIVE RIVETING OF FUNCTION-INTEGRATIVE TEXTILE-REINFORCED THERMOPLASTIC COMPOSITES

Analiza matematyczna 3

Klimatyzatory ścienne i kasetonowe YORK. Cennik 2013

CHARACTERISTICS OF FRACTIONAL RHEOLOGICAL MODELS OF ASPHALT-AGGREGATE MIXTURES

SPITSBERGEN HORNSUND

Zagadnienia egzaminacyjne TELEKOMUNIKACJA studia rozpoczynające się po r.

Some Linear Algebra. Vectors operations = =(,, ) =( 1 + 2, 1 + 2, ) λ =(λ,λ,λ ) Addition. Scalar multiplication.

deep learning for NLP (5 lectures)

harmonic functions and the chromatic polynomial

WOJSKOWE TRASY LOTÓW (MRT) NA MAŁYCH WYSOKOŚCIACH LOW FLYING MILITARY TRAINING ROUTES (MRT)

Sargent Opens Sonairte Farmers' Market

Few-fermion thermometry

Cracow University of Economics Poland

The analysis of the energy demand for heating and cooling of the house built on the basis of the traditional Canadian wood-frame construction

Medical electronics part 10 Physiological transducers

Standardized Test Practice

Typ TFP FOR CRITICAL AIR CLEANLINESS AND VERY CRITICAL HYGIENE REQUIREMENTS, SUITABLE FOR CEILING INSTALLATION

R E P R E S E N T A T I O N S

Wykład 2 Układ współrzędnych, system i układ odniesienia

Arrays -II. Arrays. Outline ECE Cal Poly Pomona Electrical & Computer Engineering. Introduction

Streszczenie rozprawy doktorskiej

Zakopane, plan miasta: Skala ok. 1: = City map (Polish Edition)

The shape of and the challenges for the Polish EO sector initial findings of the SEED EO project

Camspot 4.4 Camspot 4.5

Projekt silnika bezszczotkowego prądu przemiennego. 1. Wstęp. 1.1 Dane wejściowe. 1.2 Obliczenia pomocnicze

Wprowadzenie. Małgorzata KLENIEWSKA. nawet już przy stosunkowo niewielkim stężeniu tego gazu w powietrzu atmosferycznym.

Transkrypt:

M. Figurski, M. Gałuszkiewicz, P. Kamiński, K. Kroszczyński Mesoscale mapping functions (Slant delay mesoscale functions)

M. Figurski, M. Gałuszkiewicz, P. Kamiński, K. Kroszczyński We present a prototype of computer module for GPS slant delay determination using data from COAMPS (Coupled Ocean/Atmosphere Mesoscale Prediction System) NRL (Naval Research Laboratory). COAMPS is a mesoscale non-hydrostatic model of the atmosphere which is run on IA64 Feniks computer cluster in the Department of Civil Engineering and Geodesy of the Military University of Technology. The slant delay is the result of integrating the ray (eikonal) equation for the spatial function of tropospheric refraction along the GPS wave propagation path. The work is a phase of research concerning the impact of mesoscale atmospheric phenomena on the tropospheric delay of the GPS signal.

M. Figurski, M. Gałuszkiewicz, P. Kamiński, K. Kroszczyński Development (some facts) Neil A. E. (). Preliminary evaluation of atmospheric mapping functions based on numerical weather models. Physics an Chemistry of the Earth A(6), pp. 475-48. Boehm, J., A.E. Niell, P. Tregoning, H. Schuh (6), Global Mapping Functions (GMF): A new empirical mapping function based on numerical weather model data, Geoph. Res. Letters, Vol. 33 Boehm, J., B. Werl, and H. Schuh (6), Troposphere mapping functions for GPS and very long baseline interferometry from European Centre for Medium-Range Weather Forecasts operational analysis data, J. Geophys. Res.,. R. Eresmaa, H. Järvinen, An observation operator for Ground-based GPS slant delays, Tellus (6), 58A, 3-4. R. Eresmaa, H. Järvinen, S. Niemelä, K. Salonen, Azimuthal asymmetry in groundbased GPS slant delay observations and their NWP model counterparts Atmospheric Chemistry and Physics Discussions, Vol. 7, pp 379-3, 7--7

M. Figurski, M. Gałuszkiewicz, P. Kamiński, K. Kroszczyński Slant delay module Mesoscale model - COAMPS Subroutine: Refraction Subroutine: Refraction approximation Subroutine: Ray path and slant delay integration Slant delay τ τ = ( ) = 6 n ds Nds p d e e N = k Zd + k Zw + k3 Z w T T T n refraction (refractive index), N refractivity, p d and e partial pressure of dry air and of water vapor,t temperature, Z d i Z w compressibility of dry air and of water vapor,k, k, k 3 constants determined experimetally.

M. Figurski, M. Gałuszkiewicz, P. Kamiński, K. Kroszczyński COAMPS Mesoscale model domain Atmospheric model vertical grids (Terrain following sigma Z system ) ( )/( ) top s top s z z z z σ = z top = H depth of the model domain (3.5 km ~ hpa), z s height of topograhy, kka number of levels (kka = 3). Horizontal grids - Lambert Conformal projection.

M. Figurski, P. Kamiński, K. Kroszczyński Prognostic parameters: π Exner pressure (function), θ potential temperature, q specific humidity,. u, v, w velocity components Diagnostic parameters: T temperature, e partial pressure of water vapor p d partial pressure of dry air

M. Figurski, P. Kamiński, K. Kroszczyński Refractivity approximation N = N + w ( N - N ), w = ( z - z )/( z - z ) * * i, j, m i, j, k- i, j, k i, j, k- m i, j, k- i, j, k i, j, k- Linear aproximation z i, j, k * z m * z m h * m * h m z i, j, k z i, j, k+ + * z m * h m N = N ( x)( y)( z) + N x( y)( z) + N ( x) y( z) + N ( x)( y) z+ xyz Trilinear interpolation N x ( y ) z + N ( x ) yz + n xy ( z ) + N xyz x = x / dx, y = y / dy, z = z / dh Polynomial structure of N makes easy gradient N calculation *

M. Figurski, P. Kamiński, K. Kroszczyński Ray tracing in the atmosphere. Ray definition. Propagation of rays are determined by the eikonal equation: k! ϕ ( r ) r ( ) n ( r), k 3 i = i! = = where the gradient of ϕ ( r! ) gives the direction of the ray, index of atmospheric refraction. The ϕ () r! nr (! ) function is often called eikonal.

M. Figurski, P. Kamiński, K. Kroszczyński The ray equation is the eikonal equation in a new ray based coordinate! d! dr! nr ( ) = nr ( ) ds ds where s denotes the ray path. The equatio nabove can be given by following two coupled differential equations! dr! =! v ds n ( r )! dv! = nr ( ) ds! v dx t ds dy t ds dz t ds α β γ o = ( ( )/, ( )/, ( )/ ) = (cos, cos,sin(9 ))!!! r = [ x( t), y ( t), z( t)] - point of trajectory, v - tangent vector (to r ). These coupled differential equations, that determine the! ray propagation in a medium where the index of refraction as a function of position r! r! is given by, n( ), can for example be solved using the Runge-Kutta technique.

M. Figurski, P. Kamiński, K. Kroszczyński

4 45 5 55 6 65 M. Figurski, P. Kamiński, K. Kroszczyński 6 5 3 3 3 3 4 8 5 5 8 - -3 5 6 3-4 -4 35 7 x -3 4 - - 3 x 7 5 5-4 -4-3 - - 4 3 4 Refraction Module - - -4-4 4-6 Slant delay o Elevation angle [ ] eci 8 7 x 4 4

35 4 45 5 55 6 65 7 M. Figurski, P. Kamiński, K. Kroszczyński 4 6 8 (44,55) 4 (7,66) 6 8 - -5 - -5 5 5 - -8-6 -4-4 6 8 Model domains width 33 km and 3 km resolutions

75 7 3 7 6 5 7 7-5 65-5 6 3 8 3 8 6 65 7 65 6 55 6 4 3 75-8 8 45 9 3 38 3 8 3 85 6 33 6 5 3 4 75 75 5-5 6 65 85 3 6 8 7 33 6 6 5 3 45 5 5 55 6 3 6 5 8 55 7 38 3 4 45 8 8 6 3 3 4 5 5 4 5 Pole współczynnika refrakcji N. 3 sigma powierzchnia modelu COAMPS 4 7 6 9 34 7 3 3 8 56 3 6 9 6 3 6 35 5 M. Figurski, P. Kamiński, K. Kroszczyński 3 8 6 6 5 3 4 4 8 3 3 4 34 4 38 4 5 5 45 3 6 4 3 4 8 3 5 5 45 5 55 3 6 45 5 5.86.88.85 6 3 5.84.89.88.86.88 55 5.8 8 3.83 3 6 3 Refractivity fields.89 3 5.88.9.89 6 3

6 55 5 45 M. Figurski, P. Kamiński, K. Kroszczyński Evaluation slant delay functions 6 4 i 8 (74,87).8.6.4 6 8 4 6 j 5 5 3 Scaning domain 5 5 8. Reference point Scaning process for various 5 elevation ξ, φ -azimuth. 3-5 -5 5

4 3.5 9.5 τ(ξ,φ) 9.5 - - -3 4 τ max 3-4 -4-4 4 - ξ = 3,4,...,9, φ = 8,..,8 3-4 -4-4 3 d and 3d anisotropic distribution of slant delay τ(ξ,φ), ξ elevation, φ azimuth. 4

M. Figurski, P. Kamiński, K. Kroszczyński.5 τ R (ξ,φ) 9.5.5 -.5.5-3 -.5 - - -.5 - -.5 - -.5.5-3 - - - τ ( ξ, φ) = τ( ξ, φ) τ( ξ, φ), ξ = 3, 4,...,9, φ = 8,..,8 R Reduced anisotropic distribution of slant delay.

Satellite MSG image (Visible channel) 55 COAMPS working area 55 τ 9 9 τ(ξ,φ) (67,64) 3 5 5 τ 6 9 3-6 - -3-4 -4-3 - - 3 5 4 3 τ d and 3d anisotropic distribution of slant delay τ(ξ,φ), ξ elevation, φ azimuth - - -3 τ 3-3 - 5 4 3-3

3 3 4 5 6-9 τ R (ξ,φ) - - -5 - -5 5 5.5.5.5.5 -.5 3 - -.5 - -.5 - -.5 - -.5.5.5 Reduced anisotropic distribution of slant delay.5.5 -.5 - -.5 - -

M. Figurski, P. Kamiński, K. Kroszczyński Module possibilities Temporary and spatial analysis atmospheric refraction GPS slant delay.