مقايسه دقت توابع نگاشت جوي مختلف با استفاده از داده هاي ايستگاه هاي دائم GPS در ايران

Comparing Accuracy of Different Atmospheric Mapping Functions using Continuous GPS Data in Iran

يكي از منابع خطاهاي موجود در مشاهدات سامانه تعيين موقعيت جهاني (GPS)، تأخير تروپسفري مي­باشد. معمولاً برآورد ميزان تأخير تروپسفري و مؤلفه­هاي آن، در دو راستاي انتشار سيگنال از ماهواره تا گيرنده ( راستاي مايل) و راستاي قائم، متداول مي­باشد كه جهت تبديل اين تأخير از راستاي مايل به قائم و يا عكس آن از توابعي تحت عنوان توابع نگاشت جوي استفاده مي­گردد. از آنجائيكه تاكنون توابع نگاشت مختلفي توسط دانشمندان ارائه گرديده در اين تحقيق سعي شده كه با استفاده از داده ­هاي ايستگاه دائم GPS تبريز كه براي 3 روز با شرايط آب و هوايي مختلف از سال 2012 انتخاب گرديده اند، دقت توابع نگاشت Davis، Chao، B&E و Niell را براي برآورد تأخير تروپسفري تحت شرايط آب و هوايي مختلف، زواياي زنيتي°1 تا °55 و همچنين برآورد مختصات ايستگاه، براي منطقه مورد مطالعه ارزيابي و مقايسه نمائيم. نتايج حاصل از مقايسات انجام شده حاكي از اين است كه بطور كلي توابع نگاشت مورد نظر دقت تقريباً يكساني براي برآورد تأخير تروپسفريِ راستاي قائم و مايل (خصوصاً تحت زواياي زنيتي كمتر از °30) دارند، امّا در بررسي جزئيات بيشتر، تابع نگاشت Niell با كمترين مقدار انحراف معيار، عملكرد مناسب­تري را نسبت به ديگر توابع در برآورد تأخير تروپسفري قائم و تأخير مايل تحت زواياي زنيتي °30 تا °55 ارائه مي­دهد. در زمينه­ي محاسبه مختصات ايستگاه دائم GPS تبريز به روش تعيين موقعيت دقيق (PPP)، تحت شرايط يكسان در حاليكه مدل سستامينن به عنوان مدل ثابت برآورد تأخير تروپسفر انتخاب گرديد، تنها با تغيير توابع نگاشت در پروسه محاسبات و پردازش، نتايج حاصل از مؤلفه­ هاي مختصاتي بدست آمده با استفاده از تابع نگاشت Niell كمترين اختلاف را نسبت به مؤلفه­ هاي مختصاتي ثابت ايستگاه نشان مي ­دهد.

One of the error sources in GPS observations is tropospheric delay. Unlike the ionospheric delay, it is not possible to eliminate tropospheric delay from observations by using dual-frequency receivers and we have to estimate it or to use local or global tropospheric models such as Saastamoinen, Hopfield , etc. Some functions called Atmospheric Mapping Functions are used for these models. Different mapping functions for both hydrostatic and wet tropospheric components have been presented by researchers in this field. In the present study, by using GPS data of permanent station in Tabriz for 2012, we have tried to do a comparison different mapping functions of Saastamoinen, Hopfield, Davis, Chao, B&E and Neil. In this test, we estimated the coordinates of the station as well as the tropospheric delay including hydrostatic and wet components in different weather conditions and Zenith angles of 1̊-60̊ . The results show that Niell mapping function may have the same behavior relative to other functions to estimate zenith tropospheric delay (ZTD) in different weather conditions and slant tropospheric delay (STD) under the zenith angles smaller than 30̊. But Niell mapping function provides a better estimation of zenith tropospheric delay and slant tropospheric delay under zenith angles between 30̊-60̊ with the lowest RMST. Moreover, according to the fixed coordinates of GPS station (Tabriz), the estimated coordinate components by Niell mapping function have totally the minimum difference.