Možnosti modelování zpoždění signálu GNSS vlivem troposféry s využitím numerického modelu počasí

Róbert Kostolný

Master's thesis

Modelling of GNSS Signal Tropospheric Delay Using Numerical Weather Prediction Model

Abstract:

Diplomová práca rieši tému na rozhraní geoinformatiky, geodézie a meteorológie. Má nadväznosť na výskum v oblasti GNSS Meteorológie na VŠB – TUO. Jej hlavným cieľom bolo zhodnotiť možnosť využitia numerických predpovedných modelov MEDARD (Regionálny predpovedný model pre Čr) a GFS (Globálny predpovedný model)v modelovaní zložiek hydrostatického oneskorenia GNSS signálov, ktoré umožňujú konverziu na vodnú paru v prípade znalosti celkového oneskorenia GNSS signálov. Hydrostatická zložka oneskorenia bola modelovaná z využitím in situ meteorologických meraní, ktoré poslúžili ako referenčné dáta a s využitím meteorologických veličín (atmosférický tlak a teplota vzduchu) z výstupov numerických predpovedných modelov. Výsledky modelovania následne vstúpili do ďalšej časti práce, ktorá spočívala vo vzájomnom porovnaní jednotlivých zdrojov meteorologických veličín. Na základe vypočítaných rozdielov bola štatisticky stanovená stabilita riešenia a využiteľnosť numerických predpovedných modelov oproti in situ meteo meraniam. Porovnanie zložiek bolo vykonané pre dva mesiace (máj a jún) v roku 2013, kde boli pozorované výrazné zrážkové série sprevádzané povodňami. Celková stredná chyba dosahovala pri porovnaní in situ/MEDARD 3,5 mm a pri porovnaní in situ/GFS bola až šesť násobne vyššia. Výsledky diplomovej práce ukazujú na možnosť úspešného využívania modelu MEDARD pre účely GNSS meteorológie, zatiaľ čo v prípade modelu GFS nie sú natoľko optimistické.

Abstract:

The diploma thesis is devoted to a topic at a boundary of Geoinformatics, Geodesy and Meteorology. It has aconnection to research in the field of GNSS Meteorology at the VSB - TUO. The main aim of the thesis was to evaluate the possibility of using two numerical forecasting models MEDARD (Regional Forecasting model for the country) and GFS (Global Forecasting model) in modeling of the components of hydrostatic delay of GNSS signals. Hydrostatic component of the delay was modeled using in situ meteorological measurements, which served as reference data and using meteorological parameters (atmospheric pressure, air temperature) from weather numerical prediction models. The study was carried out for a two months long period (May and June) in 2013, where significant precipitation events associated with the floods were observed. The average root mean square error was 3,5 mm for in situ/MEDARD comparisons and 20,99 mm for in situ/GFS comparisons. The results indicate that outputs of model MEDARD can be reasonable used for a purpose of GNSS meteorology instead of in situ measurement however the situation is not that promising in case of evaluated GFS model.

Keywords

GNSS Meteorológia, celkové oneskorenie signálu, meteorologická veličina, numerický predpovedný model, vodná para, hydrostatické oneskorenie signálu, in situ meteorologické merania

Keywords

GNSS Meteorology, zenith total delay, meteorological parameters, numerical forecasting model, water vapour, zenith hydrostatic delay, in situ meteorological measurement

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 4. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 29. 5. 2017
• Supervisor: Michal Kačmařík
• Reader: Michal Eliaš

VŠB - Technical University of Ostrava

Hornicko-geologická fakulta

Master programme / field:
Geodézie, kartografie a geoinformatika / Geoinformatika