Алгоритм определения влагосодержания атмосферы с помощью ГЛОНАСС/GPS в режиме реального времени

С развертыванием глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS оказалось возможным осуществление дистанционного зондирования тропосферы на основе результатов регистрации задержек навигационных радиосигналов, появляющихся при прохождении через тропосферу. Созданные модели позволяют по значениям тропосферных задержек оценить влагосодержание атмосферы над местом расположения наземного приемного навигационного устройства.

Существующие алгоритмы измерения задержек радиосигналов в тропосфере основаны прежде всего на использовании информации о точном местоположении навигационных спутников. Именно на основе этой информации и результатов фазовых/кодовых измерений дальности до спутника с использованием дополнительных поправок на влияние ионосферы, разности шкал времени передатчика и приемника определяется тропосферная задержка сигнала. Однако, положение спутников в пространстве в режиме реального времени может быть вычислено по эфемеридным данным с точностью лишь порядка 10 м, что намного превосходит типичные значения вертикальной тропосферной задержки, равной около 2.3 м. Существуют специальные службы (IGS, GPL), которые на основе результатов измерений глобальной сетью наземных навигационных приемников вычисляют более точное положение спутников в пространстве. Эти расчеты крайне трудоемки и поэтому данные о местоположении становятся доступными только спустя несколько часов или даже суток. Информация с таким запаздыванием не может быть использована при измерениях тропосферных задержек в режиме реального времени. Таким образом, представляется актуальным создание алгоритма определения тропосферных задержек в режиме реального времени, позволяющего обрабатывать радиосигналы ГЛОНАСС/GPS.

Предлагаемый алгоритм обработки навигационных радиосигналов ГЛОНАСС/GPS предназначен для определения вертикальной тропосферной задержки в режиме реального времени. При определении тропосферной задержки в алгоритме одновременно учитываются фазовые/кодовые измерения дальности до всех навигационных спутников ГЛОНАСС и GPS, находящихся над горизонтом. В основу способа положен принцип дифференциальных измерений. Отличительной особенностью алгоритма является отсутствие необходимости в информации о местоположении навигационных спутников. Этот подход существенно сокращает время проведения цифровой обработки сигналов. Другой особенностью алгоритма является отсутствие требования к стационарному размещению приемного устройства, в связи с чем приемная аппаратура может быть, при необходимости, размещена на подвижных объектах. Кроме того, применяемый подход не требует привлечения дополнительной информации и позволяет реализовать алгоритм непосредственно в приемном устройстве (навигационном чипе) для оценки тропосферной задержки в реальном времени. Определение влагосодержания атмосферы по измеренным значениям вертикальной тропосферной задержки радиосигналов осуществляется в соответствии с описанными ранее методами.