3D modeling of the tropospheric refractivity using a permanent GPS network.

Authors: Macias-Valadez, DanielCocard, MarcSanterre, Rock
Abstract: Tropospheric delay inherent to GPS signals negatively impacts positioning precision. However, it can also provide information about the state of the troposphere, which may be useful for several meteorological applications. With a permanent GPS network, and using the estimated slant wet delays (SWD) between receivers and satellites, it is possible to develop a 3D model of the wet refractivity within the network and, for this purpose, we propose to use a 3D Taylor’s series development. To test this approach, a permanent network of 43 GPS stations in Switzerland has been used to estimate the SWD and use these values as input data to the proposed model. Using this model, it is possible to estimate zenith wet delay (ZWD) for a random 3D location within the network. The resulting ZWD can then be used to correct tropospheric delays of any additional roving GPS receiver not being part of the network. The wet refractivity values obtained with the model were validated against meteorological data gathered at independent meteorological stations within Switzerland.
Le délai troposphérique inhérent aux signaux GPS a des répereussions négatives sur la précision du positionnement. Toutefois, il peut aussi fournir des renseignements sur l’état de la troposphère, qui peuvent être utiles pour de nombreuses applications météorologiques. Avec un réseau permanent de récepteurs GPS et en utilisant les délais humides en pente (DHP) entre les récepteurs et les satellites, il est possible d’élaborer un modèle 3D pour la réfractivité humide à l’intérieur du réseau. À cette fin, nous proposons l’utilisation d’un développement en série 3D de Taylor. Pour faire l’essai de cette approche, on a utilisé un réseau permanent de 43 stations GPS en Suisse pour évaluer les DHP. Ensuite, ces valeurs ont servi de données d’intrant pour le modèle proposé. L’utilisation de ce modèle permet d’évaluer le délai humide zénithal (DHZ) pour un emplacement 3D aléatoire à l’intérieur du réseau. Le DHZ qui en découle peut ensuite être utilisé pour corriger les délais troposphériques de tout récepteur GPS itinérant supplémentaire qui ne fait pas partie du réseau. On a validé les valeurs humides de réfractivité obtenues du modèle avec les données météorologiques rassemblées à des stations météorologiques indépendantes en Suisse.
Document Type: Article de recherche
Issue Date: 1 December 2007
Open Access Date: Restricted access
Document version: VoR
Permalink: http://hdl.handle.net/20.500.11794/12413
This document was published in: Geomatica, Vol. 61, (4), 445-453 (2007)
Canadian Institute of Geomatics.
Collection:Articles publiés dans des revues avec comité de lecture

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