Tầng đối lưu là tầng thấp nhất của khí quyển. Phần lớn các hiện tượng thời tiết gắn với con người hàng ngày như mưa, nắng, sương mù, tuyết, gió.. diễn ra tại
đây. Đặc điểm của tầng đối lưu là các dòng đối lưu của không khí nóng từ bề mặt bốc lên cao và bị lạnh đi khi lên cao. Nó nằm giữa tầng điện ly và bề mặt trái đất, có độ cao từ 0 km tới 50 km so với bề mặt trái đất như minh họa trong hình 2.3.
Khi tín hiệu GPS xuyên qua tầng đối lưu để tới antenna của máy thu, dưới
tác động của các nguyên tử trung hòa và các phân tử trong tầng đối lưu, tín hiệu GPS sẽ bị trễ so với khi truyền trong môi trường lý tưởng hiện tượng này gọi là trễ
tầng đối lưu. Độ trễ của tín hiệu GPS phụ thuộc nhiều vào các yếu tố như áp suất,
độ ẩm, nhiệt độ dọc theo đường truyền tín hiệu. Trễ tầng đối lưu có thể được chia ra làm 2 loại, một là trễ gây ra ở tầng cao nơi chứa nhiều khí trơ, hai là trễ gây ra ở
tầng thấp nơi chứa nhiều hơi nước như mô tả trong hình 2.4 [16]. Trong đó tầng cao gây ra 25% trễ tầng đối lưu, tầng thấp gây ra 75% trễ tầng đối lưu.
Mặc dù trễ tầng đối lưu chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố và phụ thuộc nhiều vào thời tiết nhưng chúng ta hoàn toàn có thể ước lượng và dự đoán được trễ của tầng
Thiết Kế Phát Triển Thuật Toán Nâng Cao Độ Chính Xác Của GPS Sử Dụng MãSửa SaiỞ
Trạm Gốc
đối lưu. Dưới đây là một công thức được dùng để ước lượng trễ của tầng đối lưu
[8]. S n c v cm cv là vận tốc ánh sáng
cm là vận tốc của tín hiệu GPS khi xuyên qua tầng đối lưu S là sai số tầng đối lưu
Khi xuyên qua tầng đối lưu ngoài việc bị trễ thì các tín hiệu GPS còn bị
khúc xạ. Công thức 2.2 có thể giúp chúng ta ước lượng trễ của tầng đối lưu nhưng việc ước lượng tính toán sự khúc xạ của tín hiệu GPS là rất khó khăn và phức tạp. Rấtnhiều các nhà khoa học đã xây dựng lên các mô hình để tính toán sự khúc xạ, sai số và trễ của tầng đối lưu. Các mô hình này dựa vào các tham số như áp suất, nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc, độ cao, góc nghiêng.. để đưa ra sai số của tầng đối lưu. Trong đó nổi bật nên là các mô hình như mô hình Saastamoinen, mô hình Hopfeld, mô hình Black và Eisner, mô hình Marini và Muray [8].
Hình 2.4 Phân loại của trễ tầng đối lưu
(http://www.tekmon.gr/1-3-3-2-troposphere)
Thiết Kế Phát Triển Thuật Toán Nâng Cao Độ Chính Xác Của GPS Sử Dụng MãSửa SaiỞ
Trạm Gốc