Analysis of seasonal changes of zenith tropospheric delay components determined by the radio sounding and GNSS measurements data

dc.citation.epage12
dc.citation.journalTitleГеодезія, картографія і аерофотознімання
dc.citation.spage5
dc.citation.volume95
dc.contributor.affiliationНаціональний університет “Львівська політехніка”
dc.contributor.affiliationLviv Polytechnic National University
dc.contributor.authorЗаблоцький, Федір
dc.contributor.authorКладочний, Богдан
dc.contributor.authorКутна, Іванна
dc.contributor.authorZablotskyi, Fedir
dc.contributor.authorKladochnyi, Bohdan
dc.contributor.authorKutna, Ivanna
dc.coverage.placenameЛьвів
dc.coverage.placenameLviv
dc.date.accessioned2023-06-07T08:41:43Z
dc.date.available2023-06-07T08:41:43Z
dc.date.created2022-02-22
dc.date.issued2022-02-22
dc.description.abstractМетою цієї роботи є проаналізувати зміну величин гідростатичної та вологої складових зенітної тропосферної затримки (ЗТЗ), визначених для усіх сезонів року. Складові ЗТЗ визначають на сьогоднішній день, переважно, так: гідростатичну – за одною із існуючих аналітичних моделей, здебільшого за моделлю Saastamoinen, а вологу – із ГНСС-вимірювань з використанням модельного значення гідростатичної складової. У нашому дослідженні проводилось ще оцінювання точності отриманих величин гідростатичної і вологої складових ЗТЗ за аналогічними складовими знайденими за даними радіозондування. Для цього підбиралась пара відносно близьких одна від одної станцій – аерологічної і референцної ГНСС-станції. Для реалізації викладеної методики досліджень було обрано аерологічну станцію Praha-Libus і референцну ГНСС-станцію GOPE. Для опрацювання і аналізу вибирались дані радіозондування нейтральної атмосфери з першої станції і повні величини ЗТЗ (гідростатична плюс волога складові) з другої станції. Такі дані вибирались щомісячно з 1-ї по 10-у дати 2012 року на 12-у год Всесвітнього часу. За даними радіозондування визначено гідростатичні і вологі складові ЗТЗ (прийняті надалі, як еталонні) і таку ж кількість значень повних ЗТЗ, виведених на цю ж годину із ГНСС-вимірювань на референцній станції GOPE. За ними визначено величини вологої складової ЗТЗ і порівняно їх з відповідними даними, отриманими із радіозондувань. Встановлено, що похибка гідростатичної складової має чітко виражену сезонну зміну, починаючи від виключно додатних величин в діапазоні 2–7 мм у січні з переходом через нуль у квітні (жовтні), досягаючи виключно від’ємних величин в діапазоні 3–5 мм у липні. Що ж стосується похибки вологої складової ЗТЗ, то слід зазначити що вона на протязі всього року приймає лише від’ємні значення без чітко вираженого сезонного ходу. Зауважимо, що максимальні абсолютні величини ця похибка має в липні, що переважають – 30 мм, пояснюється максимальним вмістом водяної пари у тропосфері у цей час. Проте, виключно від’ємні значення похибки вологої складової вказують і на систематичне зміщення її значень. У цій роботі подані рекомендації щодо подальших досліджень у напрямку підвищення точності визначення як гідростатичної, так і вологої складової ЗТЗ, а також причин щодо сезонних змін точності визначення, особливо, гідростатичної складової.
dc.description.abstractThe aim of the work is to analyze the change of hydrostatic and wet component values of zenith tropospheric delay (ZTD), determined for all seasons of the year. For today, ZTD components are determined mainly as follows: hydrostatic component – by using one of existing analytical models, mostly Saastamoinen model, and wet component – from GNSS measurements using simulated value of hydrostatic component. Also, in this study we evaluated the accuracy of the obtained values of hydrostatic and wet ZTD components for similar components, determined by radio sounding. For this purpose, we selected a pair of relatively close to each other station – aerological station and GNSS reference one. To implement the research methodology described above, we choose the Praha-Libus aerological station and the GOPE GNSS reference station. For processing and analysis, we selected the data from radio soundings of neutral atmosphere from the first station and the total values of ZTD (hydrostatic plus wet components) from the second one. Such data were selected monthly from the 1st to the 10th day of 2012 at 12 o’clock Universal Time. According to the radio sounding data, we determined the hydrostatic and the wet components of ZTD (set as reference) and the same number of total values of ZTD, derived for the same hour from GNSS measurements at the GOPE reference station. Based on these data, we determined the values of wet component of ZTD and compared them with the corresponding data, obtained from radio soundings. We found that the error of the hydrostatic component has a clear seasonal change ranging from only positive values in the range of 2–7 mm in January with a change cross zero in April (October), reaching only negative values in the range of 3–5 mm in July. As for the error of the wet component of ZTD, it should be noted that it takes only negative values during the year without clear seasonal course. Note that maximum absolute value of this error is in July, which exceeds 30 mm, due to the maximum content of water vapor in the troposphere at this time. However, only negative values of the wet component error indicate a systematic shift of its values. This paper provides recommendations for further research to improve the accuracy of determination of both hydrostatic and wet components of ZTD, as well as the reasons for seasonal changes in the accuracy of determination, especially the hydrostatic component.
dc.format.extent5-12
dc.format.pages8
dc.identifier.citationZablotskyi F. Analysis of seasonal changes of zenith tropospheric delay components determined by the radio sounding and GNSS measurements data / Fedir Zablotskyi, Bohdan Kladochnyi, Ivanna Kutna // Geodesy, Cartography and Aerial photography. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2022. — Vol 95. — P. 5–12.
dc.identifier.citationenZablotskyi F. Analysis of seasonal changes of zenith tropospheric delay components determined by the radio sounding and GNSS measurements data / Fedir Zablotskyi, Bohdan Kladochnyi, Ivanna Kutna // Geodesy, Cartography and Aerial photography. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2022. — Vol 95. — P. 5–12.
dc.identifier.doidoi.org/10.23939/istcgcap2022.95.005
dc.identifier.urihttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/59187
dc.language.isoen
dc.publisherВидавництво Львівської політехніки,
dc.publisherLviv Politechnic Publishing House
dc.relation.ispartofГеодезія, картографія і аерофотознімання (95), 2022
dc.relation.ispartofGeodesy, Cartography and Aerial photography (95), 2022
dc.relation.referencesBevis, M., Businger, S., Herring, T. A., Rocken, C.,
dc.relation.referencesAnthes, R. A., & Ware, R. H. (1992). GPS meteorology:
dc.relation.referencesRemote sensing of atmospheric water vapor using the
dc.relation.referencesGlobal Positioning System. Journal of Geophysical
dc.relation.referencesResearch: Atmospheres, 97(D14), 15787-15801.
dc.relation.referenceshttps://doi.org/10.1029/92JD01517.
dc.relation.referencesDepartment of atmospheric science. University of Wyoming,
dc.relation.referencesUSA. URL: http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html.
dc.relation.referencesHdidou, F. Z., Mordane, S., & Sbii, S. (2018). Global
dc.relation.referencespositioning systems meteorology over Morocco:
dc.relation.referencesaccuracy assessment and comparison of zenith
dc.relation.referencestropospheric delay from global positioning systems
dc.relation.referencesand radiosondes. Meteorological Applications, 25(4), 606–613. https://doi.org/10.1002/met.1725.
dc.relation.referencesHofmann-Wellenhof, B., Lichtenegger, H., & Collins, J.
dc.relation.references(2001). GPS Theory and practice, 5a revised edit.
dc.relation.referencesKablak, N. I. (2011). Budget of tropospheric errors during
dc.relation.referencesGPS observations. Geodesy, cartography and
dc.relation.referencesaerial photography, 74, 13–22. (in Ukrainian).
dc.relation.referenceshttps://science.lpnu.ua/istcgcap/all-volumes-andissues/volume-74-2011/budget-troposphericerrors-during-gps-observations.
dc.relation.referencesMendes, V. B. (1999). Modeling the neutralatmosphere propagaton delay in radiometric
dc.relation.referencesspace techniques. Ph.D. dissertation, Department
dc.relation.referencesof Geodesy and Geomatics EngineeringTechnical
dc.relation.referencesReport. No. 199. University of Nev Brunswick,
dc.relation.referencesFredericton, Nev Brunswick, Canada. P. 353.
dc.relation.referenceshttps://www.researchgate.net/profile/VirgilioMendes/publication/41036596_Modeling_the_Neutral_Atmosphere_Propagation_Delay_in_Radiometric_Space_Techniques/links/02e7e528cd5d4117bf000000/Modeling-the-Neutral-Atmosphere-PropagationDelay-in-Radiometric-Space-Techniques.pdf.
dc.relation.referencesNASA’s Archive of Space Geodesy Data, URL:
dc.relation.referenceshttps://cddis.nasa.gov/archive/gps/products/troposphere/new/.
dc.relation.referencesPalianytsia B. B., Kladochnyi B. V., Palianytsia Kh. B.
dc.relation.referencesResearch of oscillations in the components of zenith
dc.relation.referencestropospheric delay during the year in Ukraine.
dc.relation.referencesGeodesy, cartography and aerial photography, 2020. Vol. 92. P. 5–14. (in Ukrainian).
dc.relation.referenceshttps://doi.org/10.23939/istcgcap2020.92.005.
dc.relation.referencesSaastamoinen, J. (1972). Atmospheric correction for the
dc.relation.referencestroposphere and stratosphere in radio ranging of
dc.relation.referencessatellites. The Use of Artificial Satellites for
dc.relation.referencesGeodesy, Geophysics. Monogr. Ser., Vol.15,
dc.relation.referencesAGU, Washington, D. C., 247–251. https://doi.org/10.1029/GM015p0247.
dc.relation.referencesSchueler T. Hein G. W. Tropospheric Correction Services
dc.relation.referencesfor GNSS Users. Concepts, Status and Future
dc.relation.referencesProspects, 2002. University FAF Munich, Germany. 9 p.
dc.relation.referencesZablotskyi, F. D. GNSS-meteorology: textbook. Lviv
dc.relation.referencespolytechnic National University, 2013. 95 p. (in
dc.relation.referencesUkrainian).
dc.relation.referencesZablotskyi, F. D. (2000). To the choice of models of
dc.relation.referencescomponent determination of zenith tropospheric
dc.relation.referencesdelay by geodynamic investigations. Geodynamics, 2000, 1(3), 1–7. https://science.lpnu.ua/jgd/allvolumes-and-issues/13-2000/choice-modelsdetermination-constituents-zenith-tropospheric.
dc.relation.references(in Ukrainian).
dc.relation.referencesZablotskyi, F. D., Palianytsia, B. B., Kladochnyi, B. V.,
dc.relation.references& Nevmerzhytska, O. (2021). Accuracy estimation
dc.relation.referencesof the components of zenith tropospheric delay
dc.relation.referencesdetermined by the radio sounding data and by
dc.relation.referencesthe GNSS measurements at Praha-libus and
dc.relation.referencesGOPE stations. Geodesy, cartography and
dc.relation.referencesaerial photography, 2021. Vol. 94. P. 13–19. (in
dc.relation.referencesUkrainian). https://doi.org/10.23939/istcgcap2021.94.013.
dc.relation.referencesZablotskyi, F., & Savchuk, M. (2014). Precision of wet
dc.relation.referencescomponent of zenith tropospheric delay derived from
dc.relation.referencesGPS-observations. Modern achievements of geodetic
dc.relation.referencesscience and industry, 1(27), 52–54. (in Ukrainian).
dc.relation.referenceshttps://vlp.com.ua/node/12278.
dc.relation.referencesZus, F., Douša, J., Kačmařík, M., Václavovic, P.,
dc.relation.referencesBalidakis, K., Dick, G., & Wickert, J. (2019).
dc.relation.referencesImproving GNSS zenith wet delay interpolation
dc.relation.referencesby utilizing tropospheric gradients: Experiments
dc.relation.referenceswith a dense station network in Central Europe in
dc.relation.referencesthe warm season. Remote Sensing, 11(6), 674.
dc.relation.referenceshttps://doi.org/10.3390/rs11060674.
dc.relation.referencesenBevis, M., Businger, S., Herring, T. A., Rocken, C.,
dc.relation.referencesenAnthes, R. A., & Ware, R. H. (1992). GPS meteorology:
dc.relation.referencesenRemote sensing of atmospheric water vapor using the
dc.relation.referencesenGlobal Positioning System. Journal of Geophysical
dc.relation.referencesenResearch: Atmospheres, 97(D14), 15787-15801.
dc.relation.referencesenhttps://doi.org/10.1029/92JD01517.
dc.relation.referencesenDepartment of atmospheric science. University of Wyoming,
dc.relation.referencesenUSA. URL: http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html.
dc.relation.referencesenHdidou, F. Z., Mordane, S., & Sbii, S. (2018). Global
dc.relation.referencesenpositioning systems meteorology over Morocco:
dc.relation.referencesenaccuracy assessment and comparison of zenith
dc.relation.referencesentropospheric delay from global positioning systems
dc.relation.referencesenand radiosondes. Meteorological Applications, 25(4), 606–613. https://doi.org/10.1002/met.1725.
dc.relation.referencesenHofmann-Wellenhof, B., Lichtenegger, H., & Collins, J.
dc.relation.referencesen(2001). GPS Theory and practice, 5a revised edit.
dc.relation.referencesenKablak, N. I. (2011). Budget of tropospheric errors during
dc.relation.referencesenGPS observations. Geodesy, cartography and
dc.relation.referencesenaerial photography, 74, 13–22. (in Ukrainian).
dc.relation.referencesenhttps://science.lpnu.ua/istcgcap/all-volumes-andissues/volume-74-2011/budget-troposphericerrors-during-gps-observations.
dc.relation.referencesenMendes, V. B. (1999). Modeling the neutralatmosphere propagaton delay in radiometric
dc.relation.referencesenspace techniques. Ph.D. dissertation, Department
dc.relation.referencesenof Geodesy and Geomatics EngineeringTechnical
dc.relation.referencesenReport. No. 199. University of Nev Brunswick,
dc.relation.referencesenFredericton, Nev Brunswick, Canada. P. 353.
dc.relation.referencesenhttps://www.researchgate.net/profile/VirgilioMendes/publication/41036596_Modeling_the_Neutral_Atmosphere_Propagation_Delay_in_Radiometric_Space_Techniques/links/02e7e528cd5d4117bf000000/Modeling-the-Neutral-Atmosphere-PropagationDelay-in-Radiometric-Space-Techniques.pdf.
dc.relation.referencesenNASA’s Archive of Space Geodesy Data, URL:
dc.relation.referencesenhttps://cddis.nasa.gov/archive/gps/products/troposphere/new/.
dc.relation.referencesenPalianytsia B. B., Kladochnyi B. V., Palianytsia Kh. B.
dc.relation.referencesenResearch of oscillations in the components of zenith
dc.relation.referencesentropospheric delay during the year in Ukraine.
dc.relation.referencesenGeodesy, cartography and aerial photography, 2020. Vol. 92. P. 5–14. (in Ukrainian).
dc.relation.referencesenhttps://doi.org/10.23939/istcgcap2020.92.005.
dc.relation.referencesenSaastamoinen, J. (1972). Atmospheric correction for the
dc.relation.referencesentroposphere and stratosphere in radio ranging of
dc.relation.referencesensatellites. The Use of Artificial Satellites for
dc.relation.referencesenGeodesy, Geophysics. Monogr. Ser., Vol.15,
dc.relation.referencesenAGU, Washington, D. C., 247–251. https://doi.org/10.1029/GM015p0247.
dc.relation.referencesenSchueler T. Hein G. W. Tropospheric Correction Services
dc.relation.referencesenfor GNSS Users. Concepts, Status and Future
dc.relation.referencesenProspects, 2002. University FAF Munich, Germany. 9 p.
dc.relation.referencesenZablotskyi, F. D. GNSS-meteorology: textbook. Lviv
dc.relation.referencesenpolytechnic National University, 2013. 95 p. (in
dc.relation.referencesenUkrainian).
dc.relation.referencesenZablotskyi, F. D. (2000). To the choice of models of
dc.relation.referencesencomponent determination of zenith tropospheric
dc.relation.referencesendelay by geodynamic investigations. Geodynamics, 2000, 1(3), 1–7. https://science.lpnu.ua/jgd/allvolumes-and-issues/13-2000/choice-modelsdetermination-constituents-zenith-tropospheric.
dc.relation.referencesen(in Ukrainian).
dc.relation.referencesenZablotskyi, F. D., Palianytsia, B. B., Kladochnyi, B. V.,
dc.relation.referencesen& Nevmerzhytska, O. (2021). Accuracy estimation
dc.relation.referencesenof the components of zenith tropospheric delay
dc.relation.referencesendetermined by the radio sounding data and by
dc.relation.referencesenthe GNSS measurements at Praha-libus and
dc.relation.referencesenGOPE stations. Geodesy, cartography and
dc.relation.referencesenaerial photography, 2021. Vol. 94. P. 13–19. (in
dc.relation.referencesenUkrainian). https://doi.org/10.23939/istcgcap2021.94.013.
dc.relation.referencesenZablotskyi, F., & Savchuk, M. (2014). Precision of wet
dc.relation.referencesencomponent of zenith tropospheric delay derived from
dc.relation.referencesenGPS-observations. Modern achievements of geodetic
dc.relation.referencesenscience and industry, 1(27), 52–54. (in Ukrainian).
dc.relation.referencesenhttps://vlp.com.ua/node/12278.
dc.relation.referencesenZus, F., Douša, J., Kačmařík, M., Václavovic, P.,
dc.relation.referencesenBalidakis, K., Dick, G., & Wickert, J. (2019).
dc.relation.referencesenImproving GNSS zenith wet delay interpolation
dc.relation.referencesenby utilizing tropospheric gradients: Experiments
dc.relation.referencesenwith a dense station network in Central Europe in
dc.relation.referencesenthe warm season. Remote Sensing, 11(6), 674.
dc.relation.referencesenhttps://doi.org/10.3390/rs11060674.
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1029/92JD01517
dc.relation.urihttp://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1002/met.1725
dc.relation.urihttps://science.lpnu.ua/istcgcap/all-volumes-andissues/volume-74-2011/budget-troposphericerrors-during-gps-observations
dc.relation.urihttps://www.researchgate.net/profile/VirgilioMendes/publication/41036596_Modeling_the_Neutral_Atmosphere_Propagation_Delay_in_Radiometric_Space_Techniques/links/02e7e528cd5d4117bf000000/Modeling-the-Neutral-Atmosphere-PropagationDelay-in-Radiometric-Space-Techniques.pdf
dc.relation.urihttps://cddis.nasa.gov/archive/gps/products/troposphere/new/
dc.relation.urihttps://doi.org/10.23939/istcgcap2020.92.005
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1029/GM015p0247
dc.relation.urihttps://science.lpnu.ua/jgd/allvolumes-and-issues/13-2000/choice-modelsdetermination-constituents-zenith-tropospheric
dc.relation.urihttps://doi.org/10.23939/istcgcap2021.94.013
dc.relation.urihttps://vlp.com.ua/node/12278
dc.relation.urihttps://doi.org/10.3390/rs11060674
dc.rights.holder© Національний університет “Львівська політехніка”, 2022
dc.subjectзенітна тропосферна затримка
dc.subjectгідростатична і волога складові ЗТЗ
dc.subjectрадіозондування атмосфери
dc.subjectГНСС-вимірювання
dc.subjectzenith tropospheric delay
dc.subjecthydrostatic and wet components of ZTD
dc.subjectradio sounding of atmosphere
dc.subjectGNSS measurements
dc.subject.udc629.056.88
dc.subject.udc551.51
dc.titleAnalysis of seasonal changes of zenith tropospheric delay components determined by the radio sounding and GNSS measurements data
dc.title.alternativeАналіз сезонних змін складових зенітної тропосферної затримки, визначених за даними радіозондувань і ГНСС-вимірів
dc.typeArticle

Files

Original bundle

Now showing 1 - 2 of 2
Loading...
Thumbnail Image
Name:
2022v95_Zablotskyi_F-Analysis_of_seasonal_changes_5-12.pdf
Size:
357.11 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Loading...
Thumbnail Image
Name:
2022v95_Zablotskyi_F-Analysis_of_seasonal_changes_5-12__COVER.png
Size:
473.07 KB
Format:
Portable Network Graphics

License bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
license.txt
Size:
1.87 KB
Format:
Plain Text
Description: