CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG
3.9.4 Sự ảnh hƣởng của tầng đối lƣu
Tầng đối lƣu là một phần của khí quyển và gần trái đất nhất. Nó trải rộng từ bề mặt tới khoảng 9 km ở các cực và 16 km ở xích đạo, nhƣng cái cần xem xét là khu vực đỉnh của tầng đối lƣu và tầng bình lƣu, đƣợc nhiều nhà nghiên cứu GPS quan tâm. Do đó, hiệu ứng tầng đối lƣu sẽ bao gồm các tầng trong khí quyển tới 50 km trên bề mặt trái đất.
Tầng đối lƣu và điện ly có những tác động không giống nhau tới tín hiệu vệ tinh. Trong khi tầng đối lƣu có sự khúc xạ tới tín hiệu GPS nhƣng không hề liên quan đến tần số của nó. Sự khúc xạ tƣơng đƣơng với độ trễ trong quá trình truyền tín hiệu GPS của vệ tinh. Tầng đối lƣu là một phần của tầng trung hòa điện của khí quyển trái đất nghĩa là nó không có ion. Tầng đối lƣu cũng là môi trƣờng không tán sắc đối với các tần số dƣới 30Ghz. Do đó L1, L2, và L5 có sự khúc xạ nhƣ nhau. Nghĩa là khoảng cách giữa vệ tinh và thiết bị thu sẽ chỉ dài hơn một tí so với giá trị thực.
Tuy nhiên, mật độ hơi nƣớc ảnh hƣởng tới tính nghiêm trọng của độ trễ tín hiệu khi nó truyền qua tầng đối lƣu, qua đó ảnh hƣởng tới năng lƣợng tín hiệu. Ví dụ, khi một vệ tinh gần phƣơng ngang, độ trễ của tín hiệu gây ra bởi tầng đối lƣu là lớn nhất. Độ trễ tầng đối lƣu của tín hiệu từ vệ tinh ở đỉnh, ngay trên máy thu là nhỏ nhất.
Thành phần ẩm và khô của khúc xạ. Sự khúc xạ trong tầng đối lƣu liên quan đến thành phần khô và ƣớt. Thành phần khô đóng góp hầu hết các độ trễ, từ 80% đến 90 % tƣơng quan rất gần với áp suất không khí. Thành phần khô có thể dễ dàng đoán biết hơn thành phần ƣớt. May mắn là thành phần khô đóng góp phần lớn hơn các lỗi khoảng cách trong tầng đối lƣu bởi vì độ lớn thành phần trễ của thành phần ƣớt phụ thuộc vào sự phân bố hơi nƣớc có độ biến thiên cao trong khí quyển. Mặc dù thành phần ƣớt trong khí quyển gần bề mặt trái đất hơn, các phép đo nhiệt độ và độ ẩm không đủ mạnh để chỉ ra điều kiện trên đƣờng đi giữa vệ tinh và thiết bị thu. Trong khi đó các công cụ có thể hỗ trợ cho các ý tƣởng về điều kiện trên đƣờng đi giữa vệ tinh và máy thu lại hữu dụng hơn trong việc mô hình hóa ảnh hƣởng tầng đối lƣu, chi phí cao trong việc gửi các máy bức xạ và máy thăm dò hơi nƣớc lên tầng đối lƣu, nói chung dẫn tới giới hạn việc sử dụng chúng cho các công việc GPS độ chính xác cao.