BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
VIỆN KHOA HỌC ĐO ĐẠC VÀ BẢN ĐỒ
Đường Hoàng Quốc Việt - Quận Cầu Giấy - Hà Nội
***

BÁO CÁO TỔNG KẾT KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
CỦA VIỆC SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ GPS ĐỂ THEO DÕI
TRẠNG THÁI CỦA TẦNG ĐIỆN LY VÀ TẦNG ĐỐI LƯU
Số đăng ký: CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: TS. DƯƠNG CHÍ CÔNG

ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
CỦA VIỆC SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ GPS ĐỂ THEO DÕI
TRẠNG THÁI CỦA TẦNG ĐIỆN LY VÀ TẦNG ĐỐI LƯU
Số đăng ký: CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: TS. DƯƠNG CHÍ CÔNG
Hà Nội - 2010

BTNMT
VKHĐĐBĐ BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG


Hà Nội, ngày tháng năm 2010
HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ CHÍNH THỨC
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
Hà Nội, ngày tháng năm 2010
CƠ QUAN QUẢN LÝ ĐỀ TÀI
TL. BỘ TRƯỞNG
BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
VỤ TRƯỞNG VỤ KHOA HỌC-CÔNG NGHỆ

2.1.1
Xác định TEC từ nguồn số liệu đo trực tiếp 16
2.1.2 Xác định PWV từ nguồn số liệu bón
g
thám khôn
g

vô tuyến 18
2.2
Phương pháp xác định PWV bằng viễn thám 22
2.2.1
Xác định PWV từ sensơ sóng gần hồng ngoại 23
2.2.2 Xác định PWV từ sensơ sóng hồng ngoại bằng
công nghệ split-window 26
2.2.3 Xác định PWV từ sensơ sóng hồng ngoại bằng
phương pháp hồi quy vật lý 27
2.2.4
Xác định PWV từ sensơ sóng micro wave 28
CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TEC, PWV TỪ SỐ
LIỆ
U GPS 30

vii
3.1
Phương pháp và thuật toán xác định TEC 30
3.1.1
Nguyên lý xác định TEC tầng điện ly 30
3.1.2
Mô hình lớp đơn tầng điện ly theo Klobuchar 33
3.1.3 Các trị đo GPS và phương pháp kết hợp chúng để

1
MỞ ĐẦU
Hơn hai chục năm trở lại đây sự ra đời và ứng dụng nhanh chóng của Hệ
thống Định vị Toàn cầu GPS đã tạo nên những tiến bộ và thay đổi cơ bản không chỉ
trong công tác đo đạc trắc địa, mà cả trong nghiên cứu các tham số khí quyển nữa.
Tín hiệu từ vệ tinh GPS (chủ yếu là các sóng điện từ có tần số f
1
= 1575,42 MHz và
f
2
= 1227,60 MHz) được truyền qua khí quyển tới các máy thu. Do đặc tính của
sóng cực ngắn và chỉ số chiết quang của tầng điện ly (từ độ cao 70 đến 1000 km) và
của tầng đối lưu (từ mặt đất lên tới độ cao 20 km) nên xảy ra độ trễ của các tín hiệu
GPS ở 2 tầng khí quyển này. Chúng là các hàm số của mật độ điện tử tổng cộng
TEC (Total Electron Content) và của lượng hơ
i nước tích tụ PWV (Precipitable
Water Vapor) tương ứng. Để có được tọa độ chính xác của điểm đo cần hiệu chỉnh
trị đo GPS theo các độ trễ nói trên và ngược lại nếu đã có tọa độ chính xác của điểm
đo thì ta hoàn toàn có thể xác định được các độ trễ nói trên. Tức là từ các số liệu đo
GPS tại các điểm đo đã biết tọa độ và bằng quy trình tính toán thích h
ợp ta có thể
xác định được độ trễ tầng điện ly và đối lưu và từ đó tính các tham số TEC và PWV
phục vụ theo dõi trạng thái tầng điện ly và tầng đối lưu khu vực nghiên cứu.
Từ đầu những năm 90 ở Việt Nam đã triển khai ứng dụng rộng rãi công nghệ
GPS trong đo đạc trắc địa, định vị dẫn đường, Hiện nay việc mở rộ
ng khả năng sử
dụng các dữ liệu GPS vào các lĩnh vực khác như nghiên cứu các tầng khí quyển,
nghiên cứu khí tượng, là rất cần thiết và cấp bách. Nó rất có ý nghĩa về mặt khoa
học kỹ thuật như khai thác triệt để hơn số liệu đo GPS, mở ra các ứng dụng mới của
công nghệ GPS, hỗ trợ cho các nghiên cứu về khí quyển, khí tượng ở nước ta. Việc

quả xử lý dữ liệu đo GPS độ chính xác cao.
- Thực nghiệm xác định các tham số TEC và PWV tại một thời điểm cụ thể trên một
số điểm GPS độ chính xác cao ở Việt Nam.
Để đạt được các mục tiêu trên đề tài đã thực hiện các nhiệm vụ sau:
- Phân tích ảnh hưởng của các lớp khí quyển đối với tín hiệu GPS.
- Nghiên cứu phương pháp xác định TEC và PWV từ các số liệu đo trực tiếp, ảnh
viễn thám.
- Nghiên cứu phương pháp xác định TEC và PWV từ kết quả xử lý dữ liệu đo GPS
độ chính xác cao.
- Thiết lập thuật toán, qui trình xác định TEC và PWV từ các dữ liệu đo GPS.
- Xác định TEC và PWV cho một số điểm GPS độ
chính xác cao ở Việt Nam.
- Thiết lập bản đồ TEC và PWV cho khu vực nghiên cứu.
- Viết báo cáo tổng kết đề tài.
Các sản phẩm chủ yếu của đề tài là:

3
- Báo cáo chuyên đề về tình hình ứng dụng các phương pháp, mô hình xác định
TEC, PWV trên thế giới và ở Việt Nam hiện nay.
- Các chương trình lựa chọn VTEC (Vertical TEC: TEC phương thẳng đứng), xác
định PWV, vẽ đồ thị và bản đồ VTEC và PWV.
- Quy trình thành lập bản đồ VTEC, PWV theo các điểm lưới GPS Châu Á - Thái
Bình Dương ở Việt Nam.
Các thành viên chính tham gia thực hiện đề tài và viết báo cáo tổng kết:
- TS. Dương Chí Công, Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ (chủ biên chươ
ng 1, sử
dụng các phần mềm GAMIT/GLOBK, BERNESE 4.2, phần 4.2, tham gia viết phần
4.4, tổng hợp và hoàn thiện báo cáo tổng kết),
- PGS. TSKH. Hà Minh Hòa, Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ (tham gia viết phần
3.1.1),

thiên VTEC, PWV với độ chính xác tương đối phù hợp với các kết quả nghiên cứu
hiện nay trên thế giới. Một số nội dung các công việc cần tiến hành trong thời gian
tới cũng được đề xuất trong hướng nghiên c
ứu khí quyển bằng công nghệ GPS.
Chúng tôi chân thành cám ơn Ông Phan Ngọc Mai (Cục Đo đạc và Bản đồ
Việt Nam) đã cung cấp số liệu đo GPS lưới Châu Á - Thái Bình Dương tại Việt
Nam trong các năm 2006 và 2007.
Chúng tôi xin chân thành cám ơn Ban lãnh đạo và các đồng nghiệp tại Viện
Khoa học Đo đạc và Bản đồ, Vụ Khoa học-Công nghệ (Bộ Tài nguyên và Môi
trường) đã tạo điều kiện và giúp đỡ nhiệt tình trong quá trình hoàn thành báo cáo
tổng kết này.
Do còn hạn chế về trình độ chuyên môn và tài liệu thu thập được nên báo cáo
không tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Chúng tôi rất mong nhận được sự quan
tâm đóng góp ý kiến của các nhà chuyên môn, các cơ sở nghiên cứu và sản xuất để
có thể chỉnh sửa, hoàn thiện báo cáo được tốt hơn.

5

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MẬT
ĐỘ ĐIỆN TỬ TỔNG CỘNG (TEC) VÀ LƯỢNG HƠI NƯỚC
TÍCH TỤ (PWV) TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC

1.1 Khái quát về tầng điện ly và tầng đối lưu
Cấu trúc khí quyển Trái đất có thể được phân chia tùy theo các đặc tính hóa
lý khác nhau (Hình 1.1).
Dựa vào đặc tính truyền sóng điện từ khí quyển Trái đất có thể được chia
thành tầng điện ly và tầng
đối lưu:
- Tầng đối lưu là lớp khí quyển ở thấp có độ cao từ bề mặt Trái đất lên đến khoảng
40 km. Lượng hơi nước và nhiệt độ là những yếu tố ảnh hưởng chính đến sóng điện

Hình 1.1. Cấu trúc khí quyển Trái đất theo đặc tính vật lý (Seeber, 2003)

Tầng điện ly là một tầng chứa các điện tích (bao gồm các ion và điện tử tự
do), là do kết quả của việc ion hoá trạng thái của tầng đối lưu bằng các tia cực tím
và tia X do mặt trời bức xạ. Tầng điện ly được phân bố từ độ cao 70 đến 1000 km
so với bề mặt trái đất và tập trung ở độ cao trung bình khoảng 400 km. Không khí ở
tầng này bị ion hóa bở
i các hạt năng lượng cao đến từ Mặt Trời và từ vũ trụ, tạo ra
các hạt điện tử tự do. Tùy theo mật độ của các điện tích TEC mà tầng điện ly có khả
năng cho truyền qua hoặc phản xạ các sóng vô tuyến có tần số khác nhau. Mật độ
các hạt điện tử lớn thì sóng phản xạ có tần số phải càng lớn. Căn cứ vào nồ
ng độ
điện tử TEC tầng điện ly được chia thành các lớp D, E và F:
- Lớp D nằm ở độ cao khoảng từ 60 đến 90 km, vào ban đêm lớp D hầu như biến
mất.
- Tiếp theo là lớp E nằm ở độ cao từ 85 đến 140 km. Ở lớp này nồng độ điện tử tăng
theo độ cao vào ban ngày. Ban đêm nồng độ điện tử lớp này giảm đi rõ rệt.
- Lớp F nằm ở độ cao trên 140 km và thường được chia thành các lớp phụ là F1 (từ
140 đến 200 km) và F2 (từ 200 đến 1000 km).
Hình 1.2 minh họa cụ thể hơn cấu trúc lớp F và nồng độ điện tử trung bình theo
ngày và đêm của tầng điện ly (Davies, 1990).
7

Hình 1.2. Phân bố mật độ điện tử tầng điện ly theo độ cao (Davies, 1990)
Tín hiệu sóng vô tuyến cũng bị khúc xạ (gây lệch hướng và trễ tín hiệu
truyền) khi truyền qua tầng đối lưu. Nguyên nhân chính sóng vô tuyến bị khúc xạ ở
tầng đối lưu là hơi nước. Tầng đối lưu phân bố từ mặt đất lên tới độ cao khoảng 40

động lực học khí quyển. Nhiệt lượng và sự phân bố của hơi nước cho biết tính ổn
định theo độ cao của khí quyển, cấu trúc và sự tiến triển của các hệ thống bão khí
quyển.

1.2 Công tác nghiên cứu xác định TEC và PWV trên thế giới
Một số mô hình tầng điện ly có thể được phân thành các mô hình thực
nghiệm và mô hình lý thuyết. Mô hình tầng điện ly thực nghiệm
được xác định dựa
trên số lượng lớn các dữ liệu điện ly thu thập trong thời gian dài biểu thị các hoạt
động của Mặt Trời, các thay đổi theo mùa, theo tọa độ địa lý, Mô hình tầng điện
ly lý thuyết được xây dựng trên cơ sở các tính chất địa vật lý, các tính chất hóa lý
của tầng điện ly.
Mô hình điện ly thực nghiệm sử dụng Tầng điện ly chuẩ
n Quốc tế (IRI:
International Reference Ionosphere) và mô hình điện ly tham số lý thuyết (PIM:
Parameterized Ionospheric Model) là các mô hình điện ly được nhiều tổ chức sử
dụng trong nghiên cứu cấu trúc tầng điện ly. Mô hình IRI là một dự án quốc tế được
tài trợ bởi Chương trình Nghiên cứu Không gian COSPAR (COmmittee on SPAce
Research) và Hợp tác Quốc tế về Khoa học Vô tuyến URSI (International Union of
Radio Science). Mô hình IRI xác định giá trị trung bình tháng của mật độ, nhiệt độ
điện tử, thành phần và nhiệt
độ ion,… trong khoảng độ cao từ 50km tới 2000km.
Các kỹ thuật thăm dò tầng điện ly từ mặt đất có thể kể đến như máy thăm dò
điện ly bằng sóng radio (Ionosonde), máy thu radar phản hồi rời rạc (Incoherent
Backscatter Radar), máy thu radar phản hồi nghiêng (Oblique Backscatter Radar),
được sử dụng chủ yếu trong các trạm nghiên cứu vật lý khí quyển tổng hợp.

9
Các phương pháp khảo sát nghiên cứu tầng điện ly với sự trợ giúp của các hệ
thống vệ tinh khác nhau như Hệ thống Định vị Toàn cầu GPS, GLONASS, Transit,

- Bóng thám không vô tuyến: Các quan trắc được thực hiện nhờ các sensơ gắn trên
bóng thám không. Các sensơ đo độ ẩm bao gồm các sensơ điện dung, tóc con
người, Phương pháp này được sử dụng từ những n
ăm thập niên 30 của thế kỷ XX
nên có thể cho chuỗi số liệu dài. Trên toàn thế giới có khoảng 800 trạm quan trắc
thám không vô tuyến với khoảng 1 đến 4 lần trong ngày. Số liệu nhận được từ
phương pháp này có độ phân giải thẳng đứng rất tốt. Tuy nhiên, chất lượng của số

10
liệu chỉ giới hạn đến độ cao đỉnh tầng đối lưu, ở tầng bình lưu số liệu thu được rất
thưa thớt và chất lượng không đảm bảo. Ngoài ra,chất lượng quan trắc sẽ không tốt
nếu điều kiện thời tiết quá khô hoặc quá ẩm. Các máy móc đo có thể bị mất đi nên
phương pháp này là khá tốn kém. Các máy móc đo đạc và phương thức thực hi
ện đo
là khác nhau đối với mỗi quốc gia nên việc nội suy các số liệu này gặp rất nhiều khó
khăn. Mặc dù bóng thám không có thể cung cấp mặt cắt của hơi nước nhưng sự
phân bố số liệu theo phương ngang là quá thưa thớt và thời gian quan trắc là quá dài
để quan trắc sự thay đổi nhanh của hơi nước theo không gian và thời gian
- Vệ tinh: Các quan trắc được thực hiện bằng các sensơ hồng ngoạ
i (TOVS) hay các
sensơ vi sóng (microwave) (SMMR, SSM/I, AMSU-B). Các sensơ sóng hồng ngoại
cung cấp thông tin về tổng cột hơi nước và mặt cắt hơi nước ở một số mực thẳng
đứng bao phủ không gian rộng nhưng thưa thớt theo phương thẳng đứng, còn các
sensơ sóng microwave cung cấp thông tin tổng cột hơi nước bao phủ vùng đại
dương rộng lớn. Những quan trắc từ vệ tinh không thể cung cấp số liệu hơ
i nước
trong tất cả các điều kiện thời tiết và trên tất cả các mực.
- Máy bay: Phương pháp này thực hiện bằng các gắn các sensơ đo độ ẩm vào máy
bay. Các đo đạc ở trên máy bay có thể được thực hiện ở hầu hết các vị trí và ở bất
cứ thời điểm nào. Tuy nhiên, chi phí cho phương pháp này khá đắt tiền và diện tích

lệ thuận với độ trễ tầng đối lưu phương thiên đỉnh.
Thiết lập mô hình và xác định PWV và TEC tại các điểm đo GPS là xuất
phát từ nhu cầu nâng cao độ chính xác xác định vị trí điểm đo và đã được đưa vào
các phần mềm xử lý số liệu đo GPS độ chính xác cao. Các phần mềm này ngày
càng hoàn ch
ỉnh và các kết quả xác định PWV và TEC cũng đạt được độ chính xác
cao hơn. Các phần mềm xử lý dữ liệu GPS độ chính xác cao như BERNESE
(Hugentobler et al., 2001) và GAMIT/GLOBK (Herring et al., 2009a) được ứng
dụng để tính toán xác định giá trị TEC, PWV phạm vi khu vực và toàn cầu. Phần
mềm BERNESE (kể từ phiên bản 4.2) có thêm tính năng xác định các mô hình 2
chiều tầng điện ly. Phần mềm GAMIT từ phiên bản 10.3 được trang bị thêm tiện ích
tính PWV từ mô hình khí quyển toàn cầu và từ s
ố liệu khí tượng mặt đất.
Một ứng dụng quan trọng của mô hình TEC khu vực hoặc địa phương là có
thể xác định các số hiệu chỉnh độ trễ tầng điện ly để nâng cao độ chính xác các trị
đo cho các máy thu 1 tần số trong định vị động (Luntama and Kauristie, 2007).
Tổ chức IGS ngoài việc cung cấp dữ liệu đo GPS, quỹ đạo vệ tinh chính xác,
sai số đồng hồ vệ tinh, còn cung cấp nhanh giá trị
độ trễ tầng đối lưu phương thiên
đỉnh (với độ chính xác 4-6 mm), TEC (với độ chính xác 2-9 TECU, 1 TECU = 10
16

điện tử/m
2
) tại các trạm đo thường trực của mạng lưới IGS toàn cầu (Bảng 1.1).
Trung tâm xử lý số liệu CODE (Center for Orbit Determination in Europe, Viện
Thiên văn, Đại học Berne, Thụy sĩ) sử dụng phần mềm Bernese hàng ngày cung cấp

12
độ trễ tầng đối lưu phương thiên đỉnh (với độ chính xác 1-2 mm) và TEC (với độ

Hoa Kỳ)
IGN (Pháp)
KASI (Hàn Quốc)
SOPAC (California-
Hoa kỳ)
Độ trễ đối
lưu thiên
đỉnh cực
nhanh
6 mm Sau 2-3 giờ 1 lần/3 giờ 1 giờ
CDDIS (MaryLand-
Hoa Kỳ)
KASI (Hàn Quốc)
Lưới ô
vuông TEC
điện ly cuối
cùng
2-8 TECU
Sau khoảng
11 ngày
1 lần/1 tuần
2 giờ,
5 độ kinh x
2.5 độ vĩ
CDDIS (MaryLand-
Hoa Kỳ)
IGN (Pháp)
KASI (Hàn Quốc)
Lưới ô
vuông TEC

1.3 Công tác nghiên cứu xác định TEC và PWV ở Việt Nam
Trong Dự án hợp tác SEALION (South-East Asia Low-Latitude Ionospheric
Network) giữa Viện Công nghệ Thông tin và Truyền thông Quốc gia Nhật Bản
(NICT: National Institute of Information and Communications Technology) và Viện
Khoa học và Công nghệ Việt Nam từ năm 2006 đã cài đặt và đưa vào sử dụng một
số
thiết bị thăm dò và đo độ nhấp nháy tầng điện ly tại các trạm quan trắc vật lý khí
quyển ở Việt Nam.
Ở nước ta vấn đề lý thuyết xác định TEC bằng công nghệ GPS đã được trình
bày trong Hà Minh Hòa và nnk., (2005).
Việc thực nghiệm xác định tham số TEC từ dữ liệu đo GPS trong khuôn khổ
hợp tác "Nghiên cứu vật lý địa cầu trong hệ thống Mặt Trời-Trái Đất" giữa Vi
ện
Vật lý Địa cầu (Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam) và một số cơ quan khoa
học của Cộng hòa Pháp đã được triển khai từ năm 2005 trở lại đây. Kết quả nghiên
cứu bước đầu cho thấy sự biến thiên của TEC theo ngày đêm, theo mùa rất rõ rệt tại
vị trí 3 trạm đo ở Hà Nội, Huế và Thành phố Hồ Chí Minh (Lê Huy Minh và nnk,
2006). Số lượng 3 trạm đo với s
ự phân bố thưa như vậy không thể phục vụ cho việc
xác định TEC và theo dõi trạng thái tầng điện ly trên phạm vi cả nước được.
Nguyễn Ngọc Lâu và Hồ Nguyễn Hoàng Vũ (2007) ở Đại học Bách Khoa
Thành phố Hồ Chí Minh đã có những nghiên cứu đầu tiên về tác động của độ trễ
điện ly vào việc sử dụng các máy thu 1 tần số. Nguyễn Ngọc Lâu và nnk (2007)
cũng đã khả
o sát độ trễ điện ly từ trị đo pha GPS tại một số trạm đo ở thành phố Hồ
Chí Minh (Hình 1.3).

14
15
Các yếu tố quan trắc trên cao gồm: khí áp, nhiệt độ, độ ẩm, hướng và tốc độ
gió từ mặt đất lên đến độ cao 30 km.Với bán kính đo phủ 250-300km trên đất liền
và 300-500km trên biển của mỗi một trạm, hệ thống 8 trạm vô tuyến thám không
trong tương lai sẽ đáp ứng các yêu cầu cơ bản đảm bảo cung cấp các số liệu khí
tượng trên không lãnh thổ và lãnh hải Việt Nam.
- Dương V
ăn Khảm và Chu Minh Thu (2007) đã tính được độ ẩm tương đối của
không khí dựa trên PWV xác định từ các kênh phổ vùng sóng gần hồng ngoại của
sensơ MODIS đặt trên các vệ tinh quỹ đạo cực Terra và Aqua của Cơ quan Hàng
không Vũ trụ Hoa kỳ NASA (National Aeronautics and Space Administration).
Viện Nghiên cứu Địa chính trước đây (nay là Viện Khoa học Đo đạc và Bản
đồ) đã kết hợp với Trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh s
ử dụng
phần mềm xử lý số liệu GPS độ chính xác cao GUST 1.3 (Nguyễn Ngọc Lâu, 2005)
cũng đã bước đầu thử nghiệm đánh giá lượng hơi nước tích tụ PWV trên một số
điểm đo lưới GPS địa động lực Lai Châu - Điện Biên (Hà Minh Hòa và Nguyễn
Ngọc Lâu, 2005). Kết quả thử nghiệm tính toán xác định PWV tại điểm DON1 đạt
độ chính xác cao (vài mm). Điều này khẳng định khả n
ăng ứng dụng công nghệ
GPS trong việc xác định PWV tại Việt Nam.
Có thể thấy rằng việc ứng dụng công nghệ GPS trong nghiên cứu xác định
mật độ điện tử tổng cộng TEC, lượng hơi nước tích tụ PWV ở nước ta cũng vừa
mới được triển khai cách đây không lâu, ở quy mô nhỏ và thưa, chưa đáp ứng được
nhu cầu xác định TEC, PWV trên phạm vi cả nước. Vì th
ế trong phần tiếp theo sẽ
trình bày nội dung một số các phương pháp đo trực tiếp, phương pháp sử dụng các
công cụ viễn thám, đặc biệt nhấn mạnh tới phương pháp và thuật toán xử lý số liệu
GPS để xác định tổng lượng điện tử TEC tầng điện ly và lượng hơi nước tích tụ
PWV tầng đối lưu. Trên cơ sở đó sẽ đề xuấ

thăm dò,…
Mô hình IRI đã phát triển và liên tục được cải tiến (IRI-90, IRI-95, IRI-2000,
IRI-2007) nhằm mô tả sự thay đổi của mật độ điện tử theo độ cao với từng đ
iều kiện
địa vật lý một cách tốt nhất có thể, nhờ sử dụng nguồn số liệu quan trắc hạn dài.
Hình 2.1 cho thấy sự phù hợp tương đối tốt giữa kết quả xác định VTEC
(TEC phương thẳng đứng) từ mô hình IRI và từ GPS: có tồn tại độ lệch khoảng vài
TECU (1 TECU = 10
16
electron/m
2
) giữa các giá trị VTEC xác định từ số liệu GPS
và từ mô hình IRI-90 tại một số điểm ở Úc.

17Hình 2.1. VTEC (giá trị TEC phương thẳng đứng) theo đơn vị TECU (10
16
electron/m
2
)
xác định từ số liệu GPS (đường đậm) và từ mô hình IRI-90 (đường đứt đoạn)
tại một số điểm ở Úc (http://www.ips.gov.aus).
T
ạ
i Darwin
,
n
g

y
21/4/2009
T
ạ
i Hoba
r
t
,
n
g
à
y
21/4/2009 T
ạ
i đảoMac
q
ua
r
ie
,
n
g
à
y
21/4/2009
: GPS

: IRI
Giờ quốc tế UT (h)
Giờ quốc tế UT (h)

tinh phát tín GPS sẽ
được trình bày chi tiết ở CHƯƠNG 3. Mô hình này xác định
được khoảng 50% độ trễ điện ly đối với các trị đo khoảng cách từ vệ tinh tới máy
thu GPS.

2.1.2 Xác định PWV từ nguồn số liệu bóng thám không vô tuyến
Trong số các phương pháp xác định trực tiếp lượng hơi nước có trong khí
quyển đã được kể đến ở phần 1.2 sau đây sẽ trình bày chi tiết phương pháp sử dụng
bóng thám không vô tuyế
n.

19
Các thiết bị thám không được đưa vào khí quyển thông qua bóng thám không
khí tượng. Thiết bị thám không bao gồm các đầu cảm ứng có thể đo được áp suất
khí quyển, nhiệt độ và độ ẩm. Trong quá trình di chuyển từ thấp lên mực khí quyển
cao hơn, các đầu đo thu nhận thông tin và gửi về trạm tiếp nhận. Độ cao tối đa mà
các bóng thám không có thể đạt tới là khoảng 30km. Hệ thống điểu khiển
được sử
dụng để định vị vị trí của bóng thám không trong suốt thời gian bay. Tốc độ và
hướng gió được xác định thông qua thông tin về vị trí của thiết bị do các thiết bị mặt
đất quan trắc. Thiết bị thám không còn có thể phản hồi lại tín hiệu nhận được từ hệ
thống điều khiển tới các thiết bị mặt đất.
Các thiết bị thám không được chụ
p minh họa trong Hình 2.2, 2.3:
Hình 2.2 Bóng thám không Hình 2.3 Thiết bị thám không