Delays of the satellite navigation systems signals in a troposphere with horizontal inhomogeneities

Abstract

Задачей работы является определение фазовых задержек при распространении сигнала в тропосфере и влияние горизонтальных неоднородностей (градиента) на величину задержки, применяя два метода теории возмущений. Сравнение результатов показало, что оба метода дают очень близкие результаты, поэтому мы можем пользоваться для расчётов обеими методиками, и в дальнейших расчётах использовали эффективную сферически-симметричную модель. Результаты вычислений фазовой задержки при помощи одновременного и раздельного учёта ионосферы и тропосферы показал, что при малых значениях зенитного угла мы можем рассчитывать задержку как одновременно, так и раздельно, но при больших значениях зенитного угла следует производить одновременный расчёт, чтобы посчитать фазовую задержку в среде правильно. Эффект горизонтальных градиентов в тропосфере растёт с ростом зенитного угла и достигает значения порядка трёх метров. А для углов меньших 〖60〗^° составляет величину порядка десятков сантиметров.

The task of the paper is to determine the phase delays in the propagation of the signal in the troposphere and the effect of horizontal inhomogeneities (gradient) on the delay, using two methods of perturbation theory. Comparison of the results showed that both methods have very close results, so we can use both methods for calculations, and in the subsequent calculations an effective spherically symmetric model was used. The results of phase delay calculations using simultaneous and separate ionospheric and tropospheric delays have shown that for small values of the zenith angle, we can calculate the delay both simultaneously and separately, but for large values of the zenith angle, simultaneous calculation should be performed to calculate the phase delay in the medium correctly. The effect of horizontal gradients in the troposphere increases with the growth of the zenith angle and reaches a value of the order of three meters. And for angles smaller than 60° the value is of the order of tens of centimeters.