Primjena Niellove funkcije u modelu troposferskog kašnjenja satelitskog signala za određivanje položaja

master's thesis

• Author: Valentina Gavranić
• Mentor: Renato Filjar (mentor)
• Mentor: Luka Grubišić (sumentor)
• Committee member: Renato Filjar (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Luka Grubišić (član povjerenstva)
• Committee member: Slaven Kožić (član povjerenstva)
• Committee member: Ozren Perše (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Science; (Department of Mathematics); Zagreb
• Defense date and country: 2019-11-29, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: NATURAL SCIENCES; Mathematics

Abstract

Prolazeći kroz troposferu na svom putu od satelita do prijemnika GPS signali mijenjaju brzinu i smjer širenja, uzrokujući tako greške u određivanju položaja. Navedeni utjecaji troposfere na signal zovu se troposfersko kašnjenje. Budući da je troposfera nedisperzivan medij troposfersko kašnjenje ne može biti uklonjeno korištenjem dvofrekvencijskih GPS prijemnika, nego se modelira. Troposfersko kašnjenje prvo se modelira u zenitnom smjeru. Zatim se kašnjenje u zenitnom smjeru preslikava na kašnjenje pod elevacijskim kutom koristeći modele funkcija koje daju omjer troposferskog kašnjenja pod elevacijskim kutom i zenitnog kašnjenja. Primjer jedne takve funkcije koja se može koristiti za visoku preciznost određivanja položaja je Niell funkcija. Prvo poglavlje opisuje utjecaje troposfere na GPS signal. Prvo su opisane karakteristike satelitskog određivanja položaja i troposfere, a potom je opisan pojam refrakcije signala u troposferi. U drugom poglavlju dani su najpoznatiji modeli za zenitno troposfersko kašnjenje i funkcije koje daju omjer kašnjenja pod elevacijskim kutom i zenitnog kašnjenja. Budući da je Niellova funkcija izražena u obliku verižnih razlomaka treće poglavlje pruža kratak pregled teorije verižnih razlomaka. U posljednjem poglavlju na odabranom skupu podataka Niellova funkcija uspoređena je s Vienna funkcijom.

Abstract (english)

GPS signals change the propagation speed and direction as they pass through the troposphere on their path from the satellite to the receiver, causing positioning errors. These effects of the troposphere on the GPS signals are called tropospheric delay. Since troposphere is a non-dispersive medium, tropospheric delay cannot be removed using a combination of two GPS frequencies, but must be modelled. The tropospheric delay can be approximated by finding closed-form analytical models for the zenith delay and then by mapping this delay to the arbitrary elevation angles using a mapping function. Example of mapping function that can be used for highprecision positioning applications is Niell mapping function. Chapter 1 describes the effects of the troposphere on the GPS signals. Characteristics of satellite positioning and the troposphere are first reviewed. Secondly, the refraction of GPS signals in the troposphere is presented. The description of the most used models for zenith delay and mapping function are given with the second chapter. Since Niell mapping function is expressed in a form of continued fraction third chapter provides a brief overview of continued fraction theory. Last chapter gives a comparison of the Niell and Vienna mapping function on the selected dataset.

• Keywords: GPS signal; troposfersko kašnjenje; Niell funkcija; verižni razlomci; Vienna funkcija
• Keywords (english): GPS signal; tropospheric delay; Niell mapping function; continued fraction theory; Vienna mapping function
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:405829
• Study programme: Title: Computer Science and Mathematics; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra računarstva i matematike (magistar/magistra računarstva i matematike)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access; Embargo expiration date: 2020-10-02
• Created on: 2020-07-02 12:21:24