Vědecko-výzkumné projekty

Automatizace procesu výpočtu obsahu vodních par v atmosféře a tvorba aplikace umožňující odstranění nežádoucích vlivů z velmi přesných GPS měření

SP2011/104

Projekt bude zaměřen na oblast GPS meteorologie, což je obecně metoda umožňující studovat rozložení hodnot obsahu vodních par v atmosféře z měření GPS. Obsah vodních par v atmosféře je dynamický parametr, který značným způsobem ovlivňuje počasí a vypovídá o množství vodní páry obsažené v atmosféře nad daným místem, jejíž kondenzací může dojít ke vzniku srážek. Pro operativní určování tohoto parametru v meteorologické praxi jsou používány meteorologické balóny vybavené radiosondou. Tato metoda však nese jistá omezení a je finančně velice nákladná na provoz, tudíž jsou hledány možnosti, jak ji nahradit. Jako velice vhodnou se jeví právě GPS meteorologie, jejímž výstupem je celková hodnota obsahu vodních par v zenitovém úhlu nad GPS přijímačem v daném čase. Prvním z cílů projektu je zcela automatizovat proces výpočtu hodnot obsahu vodních par v atmosféře z GPS měření v rámci sítě referenčních stanic GPS v prostředí vědeckého softwaru Bernese GPS SW. Manuální zpracování těchto měření je velice časově náročným procesem a neumožňuje dodávat výsledky v potřebném čase. Výsledkem této automatizace budou každodenní výstupy v podobě hodnot obsahu vodních par v hodinovém intervalu umožňující podrobně sledovat vývoj daného parametru v čase. Budou zpracovávány data z vědecké sítě VESOG, jejichž kontinuální zasílání na institut geoinformatiky je zajištěno. Druhým hlavním cílem projektu je vytvořit aplikaci umožňující odstranění vlivů vícecestných šíření signálů a fázových center GPS přijímačů z velmi přesných GPS měření. Eliminace těchto vlivů by vedla ke zkvalitnění výstupů z velmi přesných GPS měření, jakými jsou zejména souřadnice místa měření a byla tudíž zajímavá pro subjekty spravující referenční GPS stanice, ale také například pro oblast monitorování změn reliéfu terénu pomocí GPS měření. Odstranění vyjmenovaných vlivů je také žádaným krokem pro přípravu dat pro metodu GPS tomografie atmosféry, která dále rozvíjí představu klasické GPS meteorologie a umožňuje 3d rekonstrukci rozložení hodnot obsahu vodních par v atmosféře v rámci sítě 3d buněk. GPS tomografie je však na rozdíl od klasické GPS meteorologie stále pouze předmětem výzkumu a výsledkem úspěšného vyřešení tohoto problému bude velmi užitečný zdroj dat pro numerické předpovědní modely počasí. Třetí část projektu má za cíl věnovat se získání dat pro GPS tomografii atmosféry, ze kterých by následně bylo možné konstruovat vertikální profil rozložení hodnot obsahu vodních par v atmosféře. Při zpracování těchto dat bude využita aplikace vytvořená v rámci druhého cíle projektu. Data budou naměřena v lokalitě, kde bude současně prováděno i měření jinou metodou používanou pro získávání informací o rozložení vodních par v atmosféře, jakými jsou meteorologické balóny vybavené radiosondami či vysokofrekvenční radiometr. Předpokládá se společné měření na geodetické observatoři Pecný spravované VÚGTK, kde je umístěno analytické centrum sítě VESOG. Observatoř Pecný je kromě referenční GPS stanice také zároveň vybavena vysokofrekvenčním radiometrem.

2011

2011

Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy

SGS

Specifický výzkum VŠB-TUO

Kačmařík Michal doc. Ing., Ph.D.