GPS를 이용한 대류권의 수증기량 추정에 관한 연구

Estimation of Tropospheric Water Vapor using GPS Observation

GPS위성으로부터 전송된 GPS신호는 대기를 통과하면서 신호의 지연을 일으킨다. 대류권에 의한 지연은 건조지연과 습윤지연으로 나누어지는데 이 중 건조지연은 총 지연량의 약90%를 차지한다. 건조지연량은 여러 모델에 의해 쉽게 산정할 수 있지만, 습윤 요소에 의한 습윤 지연량은 건조지연량보다는 그 양이 적지만 매우 변화가 다양하여 그 산정에 있어서 많은 오차를 갖게 된다. 건조 지연량(ZHD)은 지표면의 압력으로부터 산정할 수 있으며, 총 지연량(TZD)으로부터 건조 지연량을 빼주게 되면 습윤 지연량을 얻게 된다. 본 연구에서는 제주, 광주, 수원, 대구지역에서 운용중인 GPS상시관측소 데이터를 이용하여 습윤지연량 산출하고, 이를 천정방향의 수증기량(IWV)으로 환산, 수증기량으로부터 가강수량(PWV)을 도출하였다. 이 가강수량의 검증을 위해 수원에서 가까운 오산지역의 라디오존데 데이터와 광주 지역의 라디오존데 데이터로부터 구한 가강수량을 비교하였다. 그 결과, 수원에서는 평균차이가 3.77mm(표준편차 = ±0.013mm), 광주에서는 2.70mm(표준편차 = ±0.011mm)의 차이를 보였다.

As the GPS signals propagate from the GPS satellites to the receivers on the ground, they are delayed by the atmosphere. The tropospheric delay consists of two components. The hydrostatic (or "dry") component that is dependent on the dry air gasses in the atmosphere and accounts for approximately 90% of the delay. And the "wet" component that depends on the moisture content of the atmosphere and accounts for the remaining effect of the delay. The Zenith Hydrostatic Delay (ZHD) can be calculated from the local surface pressure. The Total Zenith Delay (TZD) will be estimated and the wet component extracted later. Integrated water Vapor (IWV) gives the total amount of water vapor that a signal from the zenith direction would encounter. Precipitable Water Vapor (PWV) is the IWV scaled by the density of water. The quality of this PWV has been verified by comparison with radiosonde data(at Osan). We processed data for JULY 2 and JULY 14, 1999 from four stations(Cheju, Kwangju, Suwon, Daegu). We found the coincidence between PWV of the estimations using GPS and PWV of pressing the radiosonde data. The average of the difference between PWV using GPS and PWV using radiosonde was 3.77 mm(Std. = ±0.013 mm) and 2.70 mm(Std. = ±0.0011 mm) at Suwon & Kwangju.