مشخص کردن میزان رطوبت برای بدست آوردن اطلاعات مورد نیاز برای اهداف هواشناسی

1. ‫مهندسي‬ ‫فنی‬ ‫دانشکده‬
‫عمران‬ ‫مهندسي‬ ‫رشته‬-‫برداري‬ ‫نقشه‬
‫ژئودزي‬ ‫گرايش‬
‫تعيين‬‫ميزان‬‫اتمسفر‬ ‫در‬ ‫موجود‬ ‫آب‬ ‫بخار‬
‫استفاده‬ ‫با‬‫تروپوسفري‬ ‫تاخير‬ ‫تخمين‬ ‫از‬
‫هاي‬‫سيگنال‬Gps
‫ارائه‬‫دهنده‬:‫آزاد‬ ‫مسعود‬
‫زمستان‬93

2. ‫چكيده‬
‫عنوان‬ ‫تعریف‬:
1*‫برای‬ ‫الزم‬ ‫ترکیب‬ ‫معرفی‬detect‫کردن‬‫اثر‬‫تروپوسفر‬‫؟‬
2*‫؟‬ ‫است‬ ‫صورت‬ ‫چه‬ ‫به‬ ‫کار‬ ‫روند‬
3*‫؟‬ ‫ترکیب‬ ‫این‬ ‫آوردن‬ ‫بدست‬ ‫مزیت‬
4*‫؟‬ ‫آن‬ ‫های‬ ‫کاربرد‬ ‫و‬
‫کار‬ ‫روند‬:
‫شوند‬ ‫حذف‬ ‫خطاها‬ ‫تمام‬ ‫آن‬ ‫در‬ ‫حداالمکان‬ ‫که‬ ‫کرد‬ ‫استنباط‬ ‫را‬ ‫ترکیبی‬ ‫بایستی‬‫خطای‬ ‫جز‬ ‫به‬‫تروپوسفری‬
‫که‬‫قسمت‬ ‫دو‬ ‫به‬ ‫تروپوسفر‬ ‫خطای‬ ‫خود‬‫تر‬‫و‬‫خشک‬‫میشود‬ ‫تقسیم‬
‫خشک‬ ‫قسمت‬ ‫از‬ ‫ناشی‬ ‫خطای‬ ‫بایستی‬ ‫که‬(90)%‫کنیم‬ ‫حذف‬ ‫فرمول‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫نیز‬ ‫را‬
‫تر‬ ‫قسمت‬ ‫از‬ ‫ناشی‬ ‫تاخیر‬ ‫در‬(10)%‫است‬ ‫فشار‬ ‫و‬ ‫رطوبت‬ ‫دما‬ ‫شامل‬ ‫که‬
‫برای‬ ‫نیاز‬ ‫مورد‬ ‫اطالعات‬ ‫میتوان‬ ‫رطوبت‬ ‫میزان‬ ‫کردن‬ ‫مشخص‬ ‫با‬
‫آوریم‬ ‫بدست‬ ‫را‬ ‫هواشناسی‬ ‫اهداف‬.
‫تروپوسفری‬ ‫تاخیر‬
‫خشک‬
‫تر‬

3. ‫تخمين‬ ‫لزوم‬Water Vapor(‫بخارآب‬)‫در‬ ‫موجود‬‫؟‬ ‫جو‬
W V)):
‫یک‬‫های‬ ‫پدیده‬ ‫در‬ ‫مهم‬ ‫امتر‬‫ر‬‫پا‬‫اتمسفر‬‫شود‬ ‫می‬ ‫محسوب‬.‫این‬‫ر‬‫بناب‬‫دیدگاه‬‫از‬‫هواشناسان‬،‫بخار‬ ‫ان‬‫ز‬‫می‬ ‫تخمین‬‫ز‬‫ش‬‫ر‬‫با‬ ‫آب‬‫اتمسفر‬ ‫ای‬
،‫حیاتی‬ ‫ی‬‫امر‬‫مهم‬‫و‬‫محسوب‬‫شود‬ ‫می‬.
‫مي‬‫هوا‬‫و‬‫آب‬ ‫ناگهاني‬ ‫ات‬‫ر‬‫تغيی‬ ‫هاي‬ ‫سامانه‬‫ساختار‬‫و‬ ‫اتمسفر‬ ‫ي‬‫پايدار‬ ‫بر‬ ‫ا‬‫ر‬‫مهمي‬ ‫ات‬‫ر‬‫اث‬ ، ‫آب‬‫بخار‬ ‫در‬‫موجود‬ ‫عظيم‬‫و‬‫پنهان‬ ‫انرژي‬، ‫د‬‫ر‬‫گذا‬
‫و‬ ‫گاني‬‫ر‬‫باز‬، ‫امنيت‬ ،‫نقل‬ ‫و‬‫حمل‬، ‫ي‬‫ز‬‫ر‬‫كشاو‬ ‫روي‬ ‫يادي‬‫ز‬ ‫تاثیر‬ ، ‫ي‬‫اتمسفر‬ ‫هاي‬ ‫پديده‬‫و‬ ‫وقايع‬ ‫اين‬‫ر‬‫بناب‬...‫ند‬‫ر‬‫دا‬.‫ب‬ ‫با‬ ‫ترتیب‬ ‫بدین‬‫هاي‬‫بيني‬ ‫پيش‬ ‫هبود‬
‫مانند‬ ، ‫باليا‬ ‫و‬ ‫سوانح‬ ‫ي‬ ‫بعض‬‫از‬ ‫توان‬ ‫مي‬ ‫هوايي‬ ‫و‬‫آب‬‫سيل‬‫كرد‬ ‫ي‬‫جلوگیر‬.
‫تفاع‬ ‫ار‬ ‫تا‬ ‫تروپوسفر‬‫در‬‫آب‬ ‫بخار‬ ‫مقدار‬ ‫بيشترين‬10-15‫د‬‫ر‬‫دا‬‫ار‬‫ر‬‫ق‬ ‫مین‬‫ز‬‫سطح‬‫از‬ ‫ي‬‫كيلومتر‬.
‫يكنواختي‬ ‫غیر‬‫اين‬ ‫علت‬‫و‬ ‫است‬ ‫نشده‬ ‫توزيع‬ ‫يكنواخت‬ ‫بطور‬، ‫مین‬‫ز‬‫سطح‬ ‫باالي‬‫در‬ ‫آب‬‫بخار‬:‫تغيیر‬ ،‫اتمسفر‬ ‫آبي‬ ‫چرخه‬‫فشار‬ ،‫دما‬ ‫ات‬
‫و‬...‫تابع‬
ً
‫ا‬ ‫شديد‬، ‫آب‬ ‫بخار‬ ‫توزيع‬ ‫لذا‬ ، ‫است‬:‫مان‬‫ز‬،‫مكان‬‫و‬‫تفاع‬‫ر‬‫ا‬‫مك‬‫و‬ ‫ماني‬‫ز‬‫نظر‬ ‫از‬، ‫آن‬ ‫ات‬‫ر‬‫تغيی‬ ‫بايستي‬ ‫دليل‬‫همین‬‫به‬ ‫و‬‫است‬‫ت‬‫ر‬‫قد‬ ‫با‬، ‫اني‬
‫گیرد‬‫ار‬‫ر‬‫ق‬ ‫پايش‬ ‫مورد‬ ‫بااليي‬ ‫تفكيك‬.
‫كميت‬‫از‬ ‫منظور‬‫همین‬ ‫اي‬‫ر‬‫ب‬PWV‫از‬ ‫است‬ ‫ت‬‫ر‬‫عبا‬‫كه‬( ::PWV‫مین‬‫ز‬‫سطح‬‫از‬ ‫آب‬ ‫بخار‬‫از‬ ‫ستوني‬‫شدن‬ ‫اكم‬‫ر‬‫مت‬‫از‬‫حاصل‬ ‫مايع‬‫آب‬ ‫تفاع‬‫ر‬‫ا‬
‫اتمسفر‬ ‫باالي‬ ‫تا‬)‫شود‬ ‫مي‬ ‫استفاده‬،.

4. ‫دایم‬ ‫های‬ ‫شبکه‬ ‫ه‬‫ز‬‫امرو‬Gps،‫در‬، ‫دیگر‬ ‫های‬ ‫برد‬‫ر‬‫کا‬ ‫کنار‬‫اهدافی‬‫مانند‬:‫تعیین‬‫مقدار‬PWV‫آب‬ ‫بینی‬ ‫پیش‬ ‫بهبود‬ ‫واقع‬ ‫در‬‫یا‬ ‫و‬‫وهوایی‬‫نیز‬ ‫ا‬‫ر‬
، ‫منظور‬‫بدین‬ ‫که‬‫کند‬ ‫می‬ ‫دنبال‬‫بایستی‬‫های‬ ‫گیرنده‬ ‫کنار‬‫در‬Gps‫ی‬ ‫هواشناس‬ ‫حسگرهای‬‫ی‬‫انداز‬ ‫اه‬‫ر‬‫و‬‫نصب‬‫گردند‬.
، ‫ها‬‫ین‬‫ز‬‫ئود‬‫ژ‬ ‫ه‬‫ر‬‫هموا‬‫در‬‫ی‬‫ئودز‬‫ژ‬ ‫اهداف‬‫محض‬،‫تاخیر‬‫عنوان‬‫به‬ ‫ا‬‫ر‬ ‫ی‬‫تروپوسفر‬‫احم‬‫ز‬‫م‬ ‫امتر‬‫ر‬‫پا‬ ‫یک‬(‫نویز‬)‫تلق‬ ‫دقیق‬ ‫موقعیت‬‫تعیین‬‫ر‬‫د‬‫و‬ ‫کنند‬ ‫می‬ ‫ی‬
‫هستند‬‫آن‬ ‫کاهش‬‫و‬ ‫حذف‬ ‫صدد‬‫ر‬‫د‬‫لحاظ‬ ‫بدین‬.‫حالیکه‬‫ر‬‫د‬‫ای‬‫ز‬ ‫ش‬‫ر‬‫وبا‬ ‫معلق‬‫آب‬ ‫بخار‬ ‫مقدار‬‫توان‬ ‫می‬ ‫ه‬‫ز‬‫امرو‬PWV‫تاخیر‬ ‫طریق‬‫از‬ ‫ا‬‫ر‬ ‫تروپوسفر‬
‫سیگنالهای‬ ‫انتشار‬Gps‫د‬‫ر‬‫آو‬ ‫بدست‬ ‫مین‬‫ز‬‫جو‬‫از‬ ‫عبور‬ ‫هنگام‬،‫ا‬‫ر‬‫ی‬‫ز‬‫از‬ ‫تابعی‬ ‫ی‬‫تروپوسفر‬ ‫تاخیر‬‫فشار‬،‫دما‬‫و‬‫طوبت‬‫ر‬‫است‬.
‫اوایل‬‫در‬1990‫های‬ ‫سیگنال‬‫در‬‫موجود‬ ‫ی‬‫تروپوسفر‬ ‫خطای‬‫از‬ ‫تا‬ ‫شد‬‫داده‬ ‫گسترش‬‫هایی‬ ‫تکنیک‬GPS‫ای‬‫ر‬‫ب‬‫ای‬‫ز‬ ‫ش‬‫ر‬‫با‬ ‫آب‬‫ر‬‫بخا‬ ‫مقدار‬‫تعیین‬
‫استفاده‬ ‫اتمسفر‬‫شود‬.
‫به‬ ‫جدیدی‬ ‫تکنیک‬ ‫تعریف‬ ‫به‬ ‫منجر‬‫امر‬ ‫این‬‫نام‬GPS Meteorology (GPS-MET)‫گردید‬.
‫تروپوسفر‬
‫عرض‬‫در‬ ‫میانگین‬‫طور‬‫به‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫مین‬‫ز‬‫سطح‬‫به‬ ‫جو‬ ‫الیه‬ ‫نزدیکترین‬ ‫تروپوسفر‬‫میانی‬ ‫های‬۱۷، ‫د‬‫ر‬‫دا‬ ‫عمق‬ ‫کیلومتر‬(‫در‬‫و‬ ‫بیشتر‬ ‫استوا‬ ‫در‬ ‫عمق‬ ‫این‬
‫است‬ ‫کمتر‬ ‫قطب‬)‫تقریبا‬ ‫و‬۷۵‫اتمسفر‬ ‫جرم‬‫از‬‫صد‬‫ر‬‫د‬‫و‬ ‫است‬ ‫داده‬ ‫جای‬‫خود‬ ‫در‬‫ا‬‫ر‬۹۹‫اتمسفر‬‫در‬ ‫موجود‬‫آب‬‫بخار‬‫و‬‫معلق‬‫ات‬‫ر‬‫ذ‬‫صد‬‫ر‬‫د‬‫الیه‬ ‫این‬‫در‬
‫د‬‫ر‬‫دا‬‫ار‬‫ر‬‫ق‬.
‫انتشار‬‫سيگنال‬Gps‫در‬‫فركانس‬‫از‬‫مستقل‬‫تروپوسفر‬‫سيگنال‬‫هردو‬ ‫اي‬‫ر‬‫ب‬ ‫ي‬‫تروپوسفر‬ ‫تاخیر‬ ‫و‬‫است‬(L2,L1) GPS‫يكسان‬‫است‬
‫لذا‬‫گرد‬‫تصحيح‬‫توان‬‫نمي‬ ‫دوفركانسه‬ ‫هاي‬ ‫ازگیرنده‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫ا‬‫ر‬ ‫ي‬‫تروپوسفر‬ ‫تاخیر‬.

6. ‫تاخیر‬‫ي‬‫تروپسفر‬Gps:‫تابعي‬‫از‬‫فشار‬،‫دما‬‫و‬‫طوبت‬‫ر‬، ‫جو‬‫است‬.‫تعيین‬‫در‬ ‫تاخیر‬ ‫اين‬‫موقعيت‬Gps‫توان‬ ‫مي‬‫نه‬‫و‬ ‫است‬‫بيني‬ ‫پيش‬‫قابل‬ ‫نه‬
‫گرفت‬ ‫ه‬‫ز‬‫اندا‬ ‫خوبي‬ ‫دقت‬‫با‬ ‫مین‬‫ز‬ ‫روي‬‫در‬ ‫ا‬‫ر‬‫آن‬.، ‫ي‬‫تروپوسفر‬ ‫تاخیر‬ ‫تعيین‬ ‫اي‬‫ر‬‫ب‬ ‫موجود‬‫اه‬‫ر‬ ‫تنها‬‫آناليز‬‫هاي‬ ‫داده‬Gps‫است‬.‫دو‬‫به‬ ‫ي‬‫تروپوسفر‬ ‫تاخیر‬
‫خشك‬ ‫مولفه‬(Dry)‫تر‬‫و‬(Wet)‫مي‬ ‫تفكيك‬‫شود‬.
ً
‫تقريبا‬ ‫خشك‬ ‫مولفه‬% 90
ً
‫تقريبا‬ ‫تر‬ ‫مولفه‬‫و‬% 10‫ميدهند‬ ‫تشكيل‬ ‫ا‬‫ر‬ ‫ي‬‫تروپوسفر‬ ‫انكسار‬‫از‬ ‫ي‬ ‫ناش‬ ‫خطاي‬‫كل‬.
‫سيگنالهاي‬GPS‫شوند‬ ‫مي‬ ‫ي‬‫تروپوسفر‬ ‫تاخیر‬‫دچار‬‫عبور‬ ‫هنگام‬‫به‬‫مي‬ ‫ايجاد‬ ‫آب‬‫بخار‬ ‫وجود‬ ‫بواسطه‬‫تر‬ ‫مولفه‬‫شود‬(‫ب‬ ‫كميت‬‫اين‬‫ا‬
‫با‬ ‫كه‬ ‫دقيق‬ ‫ي‬‫مدار‬ ‫امترهاي‬‫ر‬‫پا‬2‫است‬ ‫شده‬ ‫محاسبه‬،‫شود‬ ‫مي‬ ‫منتشر‬ ‫تاخیر‬ ‫هفته‬. (‫و‬، ‫خشك‬ ‫مولفه‬‫بواسطه‬‫در‬‫موجود‬ ‫خشك‬ ‫هاي‬‫ز‬‫گا‬
‫تروپوسفر‬‫باشد‬ ‫مي‬.

7. ‫توان‬ ‫مي‬ ‫این‬‫ر‬‫بناب‬‫اي‬‫ز‬ ‫ش‬‫ر‬‫با‬‫و‬‫معلق‬‫آب‬‫بخار‬‫مقدار‬(PWV)‫تروپوسفر‬‫از‬ ‫ا‬‫ر‬‫طريق‬‫تخمين‬‫سيگنالهاي‬‫انتشار‬‫تاخير‬GPS‫از‬ ‫عبور‬‫هنگام‬
‫د‬‫ر‬‫آو‬ ‫بدست‬ ‫مین‬‫ز‬‫جو‬.
‫مقدار‬‫تعيین‬ ‫اي‬‫ر‬‫ب‬‫مختلفي‬ ‫هاي‬ ‫تكنيك‬PWV:‫از‬‫قبيل‬، ‫اديوسوند‬‫ر‬‫بخارسنج‬‫ي‬‫اديومتر‬‫ر‬(WVR)،‫تكنيك‬ ،‫ي‬ ‫هواشناس‬ ‫هاي‬ ‫ماهواره‬GPS
Meteorology‫دارد‬ ‫وجود‬.
‫تكنيك‬GPS-MET
‫عبارت‬‫هاي‬‫داده‬ ‫ي‬‫بكارگیر‬ ‫از‬ ‫است‬Gps‫در‬‫ايط‬‫ر‬‫ش‬ ‫آنالیز‬ ‫و‬‫پايش‬‫ي‬‫اتمسفر‬
‫هوا‬‫و‬‫آب‬‫املللی‬ ‫بين‬‫سرویس‬(NWS)‫می‬ ‫پرتاب‬ ‫روز‬ ‫در‬ ‫دوبار‬‫که‬ ‫ادیوسوندهایی‬‫ر‬‫و‬‫ماهواره‬ ‫طریق‬ ‫از‬ ‫ا‬‫ر‬‫آب‬‫بخار‬ ‫توزیع‬ ‫چگونگی‬‫به‬ ‫مربوط‬ ‫اطالعات‬
‫آورد‬‫می‬ ‫شوندبدست‬/‫که‬ ‫مشاهداتی‬‫رادیوسوند‬‫ی‬ ‫هواشناس‬ ‫بالونهای‬ ‫توسط‬‫حاصل‬‫مشاهدات‬ ‫ا‬‫ر‬‫زی‬‫نیستند‬‫کافی‬ ‫و‬‫مناسب‬ ‫گیرد‬‫می‬ ‫صورت‬‫که‬ ‫بالونهایی‬ ‫از‬
‫نیستند‬ ‫پیوسته‬ ‫و‬ ‫یکنواخت‬ ‫اکم‬‫ر‬‫مت‬ ‫شوند‬‫می‬ ‫پرتاب‬.‫ا‬‫ر‬‫زی‬‫گیرد‬ ‫نمی‬ ‫ار‬‫ر‬‫ق‬‫ان‬‫ر‬‫کارب‬ ‫اختیار‬‫در‬ ‫سرعت‬ ‫به‬ ‫ادیوسوندی‬‫ر‬‫اطالعات‬‫عالوه‬‫به‬‫حد‬‫ود‬‫ساعت‬ ‫یک‬‫زمان‬
‫برسند‬ ‫تروپوسفر‬ ‫به‬ ‫ادیوسوندی‬‫ر‬ ‫بالونهای‬‫که‬ ‫است‬‫الزم‬.‫ا‬ ‫ادیوسوندها‬‫ر‬‫طریق‬ ‫از‬‫آب‬‫ر‬‫بخا‬ ‫مکانی‬‫و‬‫زمانی‬‫ات‬‫ر‬‫تغیی‬ ‫ای‬ ‫لحظه‬ ‫ی‬ ‫بررس‬ ‫امکان‬‫پذیرنیست‬ ‫مکان‬.‫ا‬‫ر‬‫زی‬
‫این‬‫ر‬‫بناب‬ ‫شوند‬‫می‬ ‫پرتاب‬ ‫روز‬‫در‬ ‫بار‬‫سه‬ ‫یا‬ ‫دو‬ ‫حداکثر‬‫ها‬ ‫ن‬‫بالو‬‫مشاهدات‬ ‫زمانی‬ ‫تفکیک‬ ‫قدرت‬‫نیس‬‫کافی‬ ‫نیز‬‫اطالعات‬‫افقی‬ ‫اکم‬‫ر‬‫ت‬ ‫نیز‬‫و‬‫ت‬.‫ات‬‫ز‬‫تجهی‬‫عالوه‬ ‫به‬
‫ادیوسوند‬‫ر‬‫گران‬‫است‬.
‫در‬‫تکنیک‬ ‫با‬ ‫حالیکه‬GPS-MET‫توان‬‫می‬‫آنی‬‫و‬ ‫پیوسته‬ ‫مشاهدات‬‫ایستگاه‬‫یک‬‫اف‬‫ر‬‫اط‬ ‫ای‬‫ز‬ ‫بارش‬ ‫آب‬ ‫بخار‬ ‫مقدار‬ ‫از‬GPS‫می‬ ‫ار‬‫ر‬‫ق‬‫ما‬ ‫اختیار‬ ‫در‬‫دهد‬.
‫هزینه‬‫است‬ ‫کم‬ ‫بسیار‬‫دیگر‬ ‫های‬ ‫تکنیک‬ ‫با‬‫مقایسه‬ ‫در‬ ‫تکنیک‬‫این‬.‫دائم‬‫های‬ ‫شبکه‬ ‫از‬‫توان‬‫می‬ ‫ا‬‫ر‬‫زی‬GPS‫ادیوسوند‬‫ر‬ ‫تکنیک‬ ‫با‬ ‫مقایسه‬ ‫در‬‫و‬‫برد‬ ‫بهره‬ ‫موجود‬
‫و‬WVR‫و‬ ‫کمتر‬ ‫هزینه‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬‫و‬‫دارد‬‫مطابقت‬ ‫نظر‬ ‫مورد‬ ‫تکنیک‬‫دو‬ ‫با‬‫دقت‬ ‫نظر‬ ‫از‬‫زمانی‬‫مکانی‬ ‫پوشش‬‫و‬‫دقت‬ ‫عملیاتی‬ ‫محدودیت‬‫روش‬
GPS_MET‫است‬ ‫تر‬ ‫مناسب‬
‫شبكه‬ ‫يك‬ ‫از‬‫استفاده‬ ‫با‬GPS-MET‫توان‬‫مي‬ ‫پيوسته‬ ‫و‬‫دائم‬‫پردازشهاي‬ ‫و‬:‫مقدار‬PWV‫آني‬
ً
‫تقريبا‬ ‫بصورت‬‫ا‬‫ر‬‫محلي‬(NRT)‫تعيین‬‫كرد‬.GPS-
MET:‫توزيع‬‫بعدي‬‫دو‬PWV‫ا‬‫ر‬‫دهد‬‫مي‬ ‫ار‬‫ر‬‫ق‬‫ان‬‫ر‬‫كارب‬ ‫اختيار‬‫ر‬‫د‬ ‫باال‬‫زماني‬‫و‬‫مكاني‬ ‫تفكيك‬ ‫قدرت‬‫با‬ ‫ا‬‫ر‬‫اي‬‫منطقه‬ ‫مقياسهاي‬ ‫در‬.‫از‬‫استفاده‬ ‫با‬‫همچنین‬
‫توموگرافي‬ ‫تكنيك‬‫توان‬‫مي‬‫آب‬‫بخار‬ ‫بعدي‬‫سه‬ ‫توزيع‬‫آورد‬ ‫بدست‬‫محلي‬ ‫مقياسهاي‬ ‫در‬‫ا‬‫ر‬.

8. ‫چگونگی‬‫محاسبه‬PWV‫از‬‫سيگنالهاي‬ ‫تروپوسفري‬ ‫تاخيري‬ ‫طريق‬GPS
‫تاخير‬ ‫اثر‬)‫انكسار‬)‫امواج‬ ‫روي‬ ‫بر‬ ‫تروپوسفر‬GPS‫نوشت‬ ‫زير‬ ‫هاي‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫توان‬ ‫مي‬ ‫را‬ ‫اليه‬ ‫اين‬ ‫از‬ ‫عبور‬ ‫هنگام‬:
𝑑_𝑡𝑟𝑜𝑝 =
𝑝𝑎𝑡ℎ
4
(𝑛 − 1)𝑑𝑠
𝑑_𝑡𝑟𝑜𝑝 = 10−6
𝑝𝑎𝑡ℎ
𝑁𝑑𝑠
‫در‬‫روابط‬(1)‫و‬(2)𝑛‫و‬𝐍‫ترتيب‬ ‫به‬‫شكست‬ ‫ضريب‬‫و‬‫محيط‬ ‫شكنندگي‬ ‫شاخص‬‫باشند‬ ‫مي‬‫كه‬:
𝑁‫است‬ ‫رطوبت‬ ‫و‬ ‫دما‬ ،‫فشار‬ ‫از‬ ‫تابعي‬
‫و‬𝑛‫و‬𝑁‫مي‬ ‫مرتبط‬ ‫یكدیگر‬ ‫با‬ ‫زیر‬ ‫رابطه‬ ‫طبق‬‫باشند‬:
N=106
(n-1)
(1)
(2)

9. ‫روابط‬(1)‫و‬(2)،‫بيانگر‬‫راستاي‬ ‫در‬ ‫تروپوسفري‬ ‫تاخير‬:‫امتداد‬‫گيرنده‬ ‫تا‬ ‫ماهواره‬ ‫از‬ ‫سيگنال‬(‫ديد‬ ‫خط‬ ‫راستاي‬)‫ه‬‫ستند‬.‫با‬
‫يك‬‫تصوير‬ ‫تابع‬‫راستاي‬ ‫در‬ ‫تاخير‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫راستايي‬ ‫هر‬ ‫در‬ ‫تاخير‬ ‫توان‬ ‫مي‬‫قائم‬‫تصوير‬‫نمود‬.
‫مقدار‬PWV‫قائم‬ ‫راستاي‬ ‫در‬‫روي‬ ‫از‬ ‫توان‬ ‫مي‬ ‫را‬‫قائم‬ ‫تروپوسفري‬ ‫تاخير‬‫بدست‬‫آورد‬:‫كه‬ ‫صورت‬ ‫بدين‬:
‫ابتدا‬‫سطح‬ ‫فشار‬ ‫گيري‬ ‫اندازه‬ ‫با‬،‫هيدروستاتيك‬‫در‬‫گردد‬ ‫مي‬ ‫محاسبه‬ ‫قائم‬ ‫راستاي‬(ZHD)/‫از‬ ‫سپس‬‫قائم‬ ‫تروپوسفري‬ ‫تاخير‬ ‫كل‬
(ZTD)‫مي‬ ‫بدست‬ ‫گيرنده‬ ‫گيريهاي‬ ‫اندازه‬ ‫از‬ ‫كه‬، ‫آيد‬‫تاخير‬ ‫نتيجه‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫شده‬ ‫كم‬‫تر‬‫قائم‬ ‫راستاي‬ ‫در‬(ZWD)‫شود‬ ‫مي‬ ‫حاصل‬:
ZWD=ZTD-ZHD
‫دقت‬ ‫به‬ ‫دستیابي‬ ‫براي‬ ‫كه‬ ‫داشت‬ ‫توجه‬ ‫باید‬1mm ))‫براي‬PWV:‫بایستي‬‫سطح‬ ‫فشار‬Ps))‫با‬‫از‬ ‫بهتر‬ ‫دقت‬mbar0.3‫گیري‬ ‫اندازه‬
‫شود‬.
‫به‬ ‫زیر‬ ‫رابطه‬ ‫طریق‬ ‫از‬ ‫قائم‬ ‫تر‬ ‫مولفه‬PWV‫تبدیل‬‫مي‬‫شود‬:
PWV= Π (𝑇𝑥)*ZWD
‫تكنیك‬ ‫اساس‬ ‫رابطه‬ ‫این‬GPS Meteorology‫است‬.‫فاكتور‬Π‫تابعي‬‫اتمسفر‬ ‫دار‬ ‫وزن‬ ‫متوسط‬ ‫دماي‬ ‫و‬ ‫مختلف‬ ‫فیزیكي‬ ‫ثابتهاي‬ ‫از‬
(Tm)‫است‬‫مي‬ ‫بیان‬ ‫زیر‬ ‫رابطه‬ ‫طبق‬ ‫كه‬‫شود‬:
𝛱 =(106
)/ ρ𝑅 𝑣[𝐾3/𝑇 𝑚+𝐾´2]
‫آن‬ ‫در‬ ‫كه‬ρ‫مایع‬ ‫آب‬ ‫چگالي‬Rv‫گازها‬ ‫ثابت‬𝐾3‫و‬𝐾´2‫ثابتهاي‬‫فیزیكي‬‫هستند‬‫و‬Tm‫به‬‫مي‬ ‫بیان‬ ‫زیر‬ ‫صورت‬‫شود‬:
𝑇 𝑚 =
(𝑃𝑣/𝑇)𝑑𝑧
(𝑃𝑣/𝑇2) 𝑑𝑧
Tm‫مي‬ ‫بدست‬ ‫وهوایي‬ ‫آب‬ ‫عددي‬ ‫مدلهاي‬ ‫از‬ ‫یا‬ ‫و‬ ‫سطح‬ ‫دماي‬ ‫گیریهاي‬ ‫اندازه‬ ‫از‬‫آید‬.‫مقدار‬Π‫برابر‬ ‫تقریبا‬0.15‫باشد‬ ‫مي‬.

11. ‫مقدار‬ ‫معموال‬ZTD‫برابر‬2.50‫كه‬ ‫است‬ ‫متر‬90 %‫آن‬‫از‬ ‫ناشي‬‫خشك‬ ‫مولفه‬‫قائم‬ ‫راستاي‬ ‫در‬(ZHD)‫و‬10 %‫به‬ ‫مربوط‬ ‫آن‬
‫تر‬ ‫مولفه‬‫قائم‬ ‫راستاي‬ ‫در‬(ZWD)‫مقدار‬ ‫بنابراين‬ ‫باشد‬ ‫مي‬ZHD‫برابر‬2.30‫مقدار‬ ‫ميباشد‬ ‫متر‬ZWD‫از‬‫در‬ ‫متر‬ ‫ميلي‬ ‫چند‬
‫خشك‬ ‫شرايط‬(‫بياباني‬ ‫نواحي‬)‫تا‬350 mm‫كند‬ ‫مي‬ ‫تغيير‬ ‫مرطوب‬ ‫شرايط‬ ‫در‬.‫توان‬ ‫نمي‬ ‫سطحي‬ ‫هاي‬ ‫گيري‬ ‫اندازه‬ ‫طريق‬ ‫از‬
‫كرد‬ ‫مدل‬ ‫خوبي‬ ‫دقت‬ ‫با‬ ‫را‬ ‫تر‬ ‫تاخير‬‫زيرا‬:‫مكان‬ ‫و‬ ‫زمان‬ ‫تابع‬ ً‫ا‬‫شديد‬ ‫آن‬ ‫تغييرات‬‫است‬.
‫هواشناسي‬ ‫حسگرهاي‬، ‫دما‬‫مي‬ ‫گیري‬ ‫اندازه‬ ‫باالیي‬ ‫دقت‬ ‫با‬ ‫را‬ ‫نسبي‬ ‫رطوبت‬ ‫و‬ ‫فشار‬‫كنند‬.
‫فرمت‬ ‫در‬ ‫حسگرها‬ ‫این‬ ‫توسط‬ ‫شده‬ ‫آوري‬ ‫جمع‬ ‫اطالعات‬Rinex‫قابل‬‫هستند‬ ‫دستیابي‬.‫و‬ ‫ها‬ ‫داده‬ ‫این‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫بنابراین‬
‫هاي‬ ‫گیرنده‬ ‫گیریهاي‬ ‫اندازه‬GPS‫مقدار‬ ‫توان‬ ‫مي‬PWV‫محاسبه‬ ‫ایستگاه‬ ‫هر‬ ‫فراز‬ ‫بر‬ ‫را‬‫كرد‬.
‫محاسبات‬
‫نرم‬ ‫با‬‫افزار‬GAMIT‫و‬GLOBK‫داده‬ ‫پردازش‬‫صورت‬ ‫ها‬‫می‬‫میزان‬ ‫و‬ ‫گیرد‬‫زنیت‬ ‫جهت‬ ‫در‬ ‫تاخیرتروپوسفری‬(‫عمود‬‫بر‬
‫ناظر‬)‫آید‬ ‫می‬ ‫دست‬ ‫به‬.
‫محدوده‬ ‫در‬ ‫كمیت‬ ‫این‬ ‫دهنده‬ ‫نشان‬ ‫زیر‬ ‫گراف‬‫خاصی‬‫باشد‬ ‫مي‬.‫در‬‫تروپوس‬ ‫تاخیر‬ ‫دهنده‬ ‫نشان‬ ‫عمودي‬ ‫محور‬ ‫گراف‬ ‫این‬‫فري‬
‫سیگنال‬GPS‫در‬‫باشد‬ ‫مي‬ ‫متر‬ ‫حسب‬ ‫بر‬ ‫زنیت‬ ‫جهت‬.‫به‬ ‫بسته‬‫ارتفاع‬‫این‬ ‫ایستگاه‬‫تاخیر‬‫مي‬ ‫تغییر‬ ‫نیز‬‫كند‬:
‫ترین‬ ‫کم‬ZTD‫میباشد‬ ‫منطقه‬ ‫ترین‬ ‫مرتفع‬ ‫به‬ ‫مربوط‬.

12. ‫تر‬ ‫مولفه‬ ‫آوردن‬ ‫بدست‬ ‫نحوه‬ZWD
‫مولفه‬‫هيدرواستاتيک‬‫بابخش‬‫اتمسفر‬ ‫خشک‬‫است‬ ‫تاخيرتروپوسفری‬ ‫اعظم‬ ‫قسمت‬ ‫و‬ ‫شود‬ ‫می‬ ‫ايجاد‬.‫مدل‬ ‫با‬ ‫چون‬ ‫اما‬‫کردن‬(‫با‬‫استفاده‬‫مش‬ ‫از‬‫و‬ ‫فشار‬ ‫اهدات‬
‫در‬ ‫شده‬ ‫مشاهده‬ ‫دما‬‫سطح‬‫زمين‬)‫کرد‬ ‫راحذف‬ ‫آن‬ ‫خوبی‬ ‫دقت‬ ‫با‬ ‫توان‬ ‫می‬:‫نيست‬ ‫نگرانی‬ ‫قابل‬.‫تا‬ ‫مرطوب‬ ‫درمناطق‬ ‫که‬ ‫تر‬ ‫مولفه‬ ‫اما‬mm35‫به‬ ‫و‬ ‫است‬
‫باشد‬ ‫باقيمانده‬ ‫خطايی‬ ‫اگر‬ ‫تروپوسفر‬ ‫خطای‬ ‫حذف‬ ‫از‬ ‫بعد‬ ‫اگر‬ ‫و‬ ‫نيست‬ ‫حذف‬ ‫قابل‬ ‫خشک‬ ‫مولفه‬ ‫خوبی‬:‫به‬ ‫مربوط‬‫تر‬ ‫مولفه‬‫است‬.
𝑍𝑇𝐷 𝑇= 𝑍𝐷𝐷 𝑇 + 𝑍𝑊𝐷 𝑇
𝑍𝑇𝐷 𝑇 = 10−6 𝑁𝑑𝑧 = 𝑍𝐷𝐷 𝑇 + 𝑍𝑊𝐷 𝑇
𝑍𝐷𝐷 𝑇=10−6 𝐾1
𝑃𝑑
𝑇
𝑍 𝑑
−1
𝑑𝑧
𝑍𝑊𝐷 𝑇=10−6
(𝐾2
𝑒
𝑇
𝑍 𝑤
−1
+ 𝐾2
𝑒
𝑇2 𝑍 𝑤
−1
) 𝑑𝑧
Pd:‫خشک‬ ‫هوای‬ ‫جزیی‬ ‫فشار‬
𝑒:‫بخارآب‬ ‫فشارجزئی‬
∶ 𝑇‫دما‬
∶ 𝑍 𝑑
−1
‫معکوس‬‫هوای‬ ‫فشردگی‬ ‫قابلیت‬‫خشک‬
∶ 𝑍 𝑤
−1
‫معکوس‬‫بخارآب‬ ‫فشردگی‬ ‫قابلیت‬

13. 𝑍𝑇𝐷𝑠= 𝑍𝐻𝐷𝑠 + 𝑍𝑊𝐷𝑠
𝑍𝐻𝐷𝑠=0.002277 𝑃𝑠(1 + 0.0026 cos 2ϕ + 0.00000028ℎ 𝑠)
𝑍𝑊𝐷𝑠=10−6
[(𝐾2 −
𝑀 𝑤
𝑀 𝑑
𝐾1)
𝑅
4𝑔𝑀 𝑑
ρ 𝑠+𝐾3
𝑅
4𝑔𝑀 𝑑 𝑅α
∗
𝑒 𝑠
𝑇𝑠
]=0.002277(0.05+
1255
𝑇𝑠
) 𝑒𝑠
: 𝑒𝑠‫سطح‬ ‫فشاربخارآب‬
∶ 𝑃𝑠‫فشارهوای‬‫سطح‬ ‫خیس‬
𝑇𝑠
αℎ 𝑠
ϕ
‫سطح‬ ‫دمای‬
molar weight for water and dry air
‫دما‬ ‫لغزش‬ ‫نرخ‬‫ژئویید‬ ‫باالی‬ ‫سطح‬ ‫ارتفاع‬
‫جغرافیایی‬ ‫عرض‬
𝑅‫گازها‬ ‫ثابت‬
𝑀 𝑑 , 𝑀 𝑤

14. ‫منابع‬
‫شبكه‬ ‫خبرنامه‬‫سراسري‬ ‫ژئودینامیك‬‫ایران‬
Hoffmann-Wellenhof, B., H. Lichtenegger and J. Collions (1994), Global Positioning System:
Theory and Practice, 3rd Edition, Springer-Verlag, New York, NY, USA