Analysis of the tropospheric delay estimates in software package - GIPSYX based on multi-GNSS observations

Abstract

Поява і становлення багатоканальних глобальних навігаційних супутникових систем (Global Navigation Satellite System, GNSS), а саме Глобальної системи позиціонування США (Global Positioning System, GPS), російської Глобальної навігаційної супутникової системи (ГЛОНАСС), європейської Galileo і китайської BeiDou систем зумовили можливість широкого їх застосування не тільки для завдань позиціонування, а також і для проведення атмосферних досліджень. Метою цієї роботи є дослідження точності визначення тропосферних затримок із мульти-GNSS спостережень із використанням пакета програмного забезпечення GipsyX. Методика. У роботі проаналізовано дані мульти-GNSS, отримані зі спостережень на GNSS-станції GANP впродовж липня 2018 р. Опрацювання даних виконано у пакеті програмного забезпечення GipsyX, в основу якого покладено абсолютний метод точного позиціонування (Precise Point Positioning, PPP). Стратегія опрацювання мульти-GNSS спостережень передбачала п’ять розв’язків: чотири окремих - “тільки GPS”, “тільки ГЛОНАСС”, “тільки Galileo” та “тільки BDS” і один комбінований, що містив дані спостережень “GPS+nnDHACC+Galileo+BDS”. Отримані значення зенітної тропосферної затримки (Zenith Tropospheric Delay, ZTD) порівняно з відповідними значеннями за даними радіозондування атмосфери розташованої неподалік аерологічної станції 11952 Poprad- Ganovce. Результати. Отримані за даними мульти-GNSS спостережень значення ZTD демонструють високу узгодженість із даними радіозондування атмосфери упродовж 30 днів. Результати цього експерименту підтверджують, що використання усіх можливих повноцінних супутникових навігаційних систем забезпечує вищу точність опрацювання порівняно з “тільки GPS”, “тільки ГЛОНАСС”, “тільки Galileo” чи “тільки BDS”, а точність визначення ZTD збільшується на 25 %. Наукова новизна та практична значущість. Встановлено, що точність визначення тропосферних затримок на основі мульти-GNSS спостережень перевищує точність тропосферних продуктів, отриманих у результаті опрацювання даних GNSS-спостережень від однієї супутникової навігаційної системи. Отримані результати є новинним продуктом для спільноти GNSS.

The emergence and establishment of the Global Navigation Satellite System (GNSS), namely the USA Global Positioning System (GPS), the Russian Global Navigation Satellite System (GLONASS), the European Galileo and the Chinese BeiDou systems, have led to wide possibilities of their application not only for positioning tasks, but also for atmospheric research. The purpose of this work is to study the accuracy of tropospheric delay estimates based on multi- GNSS observations data with using a GipsyX software package. Methodology. In this work it was analyze the multi- GNSS data, obtained from observations on the GNSS station GANP during July of 2018. Data processing was performed in the GipsyX software package, based on the Precise Point Positioning (PPP) method. The processing strategy of multi- GNSS observations envisaged five solutions: four separate - “GPS only”, “GLONASS only”, “Galileo only” and “BDS only”, and one combined, which included “GPS + GLONASS+ Galileo + BDS” observations data. The gotten values of Zenith Tropospheric Delay (ZTD) were compared with the corresponding values from the atmosphere radio sounding data from located near aerological station - 11952 Poprad-Ganovce. Results. The values obtained from the data of multi- GNSS observations indicate that they are highly consistent with atmospheric radio sounding data within 30 days. The results of this experiment confirm that the use of all possible full-fledged satellite navigation systems provides better accuracy than “only GPS”, “only GLONASS”, “only Galileo” or “only BDS”, with the accuracy of the definition increased by 25 %. Scientific novelty and practical significance. It was established that the accuracy of tropospheric delay estimates based on multi-GNSS observations exceeds the accuracy of tropospheric products obtained during GNSS observations processing from one satellite navigation system. This result are a novelty product for the GNSS community.