VIENNA MAPPING FUNCTION COEFFICIENTS

INTERPOLATION FOR

GNSS BRAZILIAN STATIONS AND ANALYSES IN

THE PRECISE POINT POSITIONING

Heloísa Alves da Silva

Haroldo Antonio Marques

João Francisco Galera Monico

Guilherme Poleszuk dos Santos Rosa

Programa de Pós-Graduaçãoem Ciências Cartográficas

TÓPICOS

Introdução

Atraso troposférico e funções de mapeamento

Estratégia de interpolação

Software em desenvolvimento para proporcionar dados da VMF interpolados

Exemplo de PPP com diferentes estratégias de cooreção da troposfera

Comentários e Conclusão

Referências

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INTRODUÇÃO

Propósitos geodésicos: Atmosfera Troposfera e Ionosfera.

Variação da concentração de gases influencia a qualidade do posicionamento GNSS atraso no sinal do satélite atraso troposférico.

Atraso troposférico, normalmente, é modelado na direção zenital Tzd (ou ZTD - Zenithal Tropspheric Delay).

Tzd é composto pelos atrasos hidrostático (Tzh) e úmido (Tzw).

Projetar o Tzd na direção satélite-receptor funções de mapeamento para os Tzh e Tzw.

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INTRODUÇÃO

Funções de mapeamento: Marini, Chao, Davis, Niell e VMF (Vienna Mapping Function).

A VMF utiliza os coeficientes “a”, “b” e “c”, sendo o coeficiente “a” determinado com base na técnica de ray-tracing e de modelos numéricos de previsão do tempo.

Coeficiente “a” componentes hidrostática (ah) e úmida (aw)

ah, aw e valores de Tzh e Tzw disponíveis diariamente num grid global de 2 x 2,5 graus (latitude x longitude):

http://www.hg.tuwien.ac.at/~ecmwf1 0, 6, 12 e 18 – UT.

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INTRODUÇÃO

ah, aw, Tzh e Tzw (VMF1) interpolados para as estações da RBMC.

Software em desenvolvimento na FCT/UNESP baseado em interpolação bilinear e polinômio de Neville.

Valores interpolados serão disponíveis em arquivos diários.

Análises no PPP (software FCT_RT_PPP).

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ATRASO TROPOSFÉRICO E FUNÇÕES DE MAPEAMENTO

Atraso troposférico na direção satélite-receptor:

onde:

– atraso troposférico hidrostático;

– atraso troposférico úmido;

e – funções de mapeamento hidrostática e

úmida, respectivamente.

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ATRASO TROPOSFÉRICO E FUNÇÕES DE MAPEAMENTO

Funções de mapeamento baseadas em modelos de previsão dotempo ECMWF (European Centre for Medium-RangeWeather Forecasts), disponíveis a cada 6 horas.

As funções de mapeamento são independentes do azimute deobservação e tem sido determinadas para as componenteshidrostática e úmida separadamente ajustando os coeficientesa, b, and c (Marini, 1972) como pode ser visto em Boehm eSchuh (2004):

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ATRASO TROPOSFÉRICO E FUNÇÕES DE MAPEAMENTO

A VMF utiliza os coeficientes “a”, “b” e “c”, no qual o coeficiente “a” é determinado com base na técnica de ray-tracing e em modelos numéricos de previsão do tempo.

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ESTRATÉGIA DE INTERPOLAÇÃO

Interpolação bilinear (espaço):

Interpolação temporal

Linear

Polinômio de Neville (Press et al., 1986)

http://www.ngs.noaa.gov/gps-toolbox/exist.htm

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SOFTWARE EM DESENVOLVIMENTO PARA PROPORCIONAR

DADOS DA VMF INTERPOLADOS

Software VMF_RBMC_Interpem desenvolvimento naFCT/UNESP

Diariamente serãodisponibilizados arquivos de dados VMF interpolados paraas estações da RBMC

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SOFTWARE EM DESENVOLVIMENTO PARA PROPORCIONAR

DADOS DA VMF INTERPOLADOS

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SOFTWARE EM DESENVOLVIMENTO PARA PROPORCIONAR

DADOS DA VMF INTERPOLADOS

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EXEMPLO DE PPP COM DIFERENTES ESTRATÉGIAS DE

CORREÇÃO DA TROPOSFERA

Dados GNSS da estação PPTE foram processados no modo PPPutilizando o software FCT_RT_PPP:

Filtro de Kalman estendido;

Controle de qualidade DIA (Detecção, Identificação e Adaptação);

Órbitas e relógios precisos a partir do IGS.

Troposfera:

modelo de Hopfield +GPT (Global Pressure and Temperature);

Tzd a partir do ECMFW + VMF;

Estimando a troposfera – random walk (precisão = )

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horamm2

EXEMPLO DE PPP COM DIFERENTES ESTRATÉGIAS DE

CORREÇÃO DA TROPOSFERA

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E

(m)

E

(m)

N

(m)

N

(m)

U

(m)

U

(m)

Erro 2D

(m)

Erro 3D

(m)

Hopfield + GPT 0.038 0.001 -0.004 0.002 0.229 0.002 0.038 0.232

ECMWF+ VMF 0.020 0.001 -0.024 0.002 -0.158 0.002 0.031 0.161

Estimando a Troposfera 0.028 0.001 -0.004 0.002 0.010 0.004 0.028 0.030

EXEMPLO DE PPP COM DIFERENTES ESTRATÉGIAS DE

CORREÇÃO DA TROPOSFERA

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Hopfield + GPT ECMWF+ VMF

EMQ 0.077 0.021

COMENTÁRIOS E CONCLUSÃO

Neste trabalho, os coeficientes ah e aw da VMF1 e os valores deTzh e Tzw foram interpolados para as estações da RBMC.

Software para realizar as interpolações se encontra emdesenvolvimento na FCT/UNESP.

Os valores interpolados para as estações da RBMC permitiramaos usuários GNSS fazerem futuras interpolações para suasposições.

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COMENTÁRIOS E CONCLUSÃO

Os valores interpolados para estação PPTE foram aplicados noPPP mostrando que é possível utilizar dados advindos doECMWF juntamente com os dados VMF melhorando oposicionamento para a região brasileira.

Os arquivos com os dados interpolados para as estações daRBMC serão disponibilizados na página do GEGE:http://gege.fct.unesp.br.

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REFERÊNCIAS

BOEHM, J.; SCHUH, H. Vienna mapping functions in VLBI analyses.Geophys. Res. Lett. 2004. 31, L01603, doi:10.1029/2003GL018984.

BOEHM, J.; NIELL, A.; TREGONING, P.; SCHUH, H. Global MappingFunction (GMF): A new empirical mapping function based onnumerical weather model data, Geophysical Research Letters. 2006.Vol. 33, L07304, doi: 10.1029/2005GL025546.

BOEHM, J.; WERL, B.; SCHUH, H. Troposphere mapping functions forGPS and very long baseline interferometry from European Centre forMedium-Range Weather Forecasts operational analysis data, J.Geophys. Res. 2006. 111, B02406, doi: 10.1029/2005JB003629.

PRESS, H. W.; FLANNERY, B. P.; TEULOSKY, S. A.; VETTERLING, T. W.Numerical Recipes: The Art of Scientific Computing. New York:Cambridge University Press. 1986. 818p.

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OBRIGADA PELA ATENÇÃO!

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