Clock error and tropospheric delay parameter estimation models of the very long baseline interferometry technique

Çok uzun baz enterferometris (VLBI) tekniğinde, saat, hatası ve troposferik gecikme parametre kestirim modelleri

Abstract

Based on the recommendations given by the Global Geodetic Observing System (GGOS), common standards in modeling, parameterization (designation of unknowns) and analysis will be homogenized and improved across the various space geodetic techniques. In addition, there is the project VLBI2010 of the International VLBI Service for Geodesy and Astrometry (IVS) which is asking for major updates of the Very Long Baseline Interferometry (VLBI) software packages because of the significant increase of the number of observations with the new system. As to reach the analysis related future requirements of VLBI2010 a new VLBI data analysis software (called Vienna VLBI Software, VieVS) is developed at the Institute of Geodesy and Geophysics at Vienna University of Technology. The programming environment Matlab is used, which considerably eases the programming efforts because of many built-in functions and tools. At the end of the study, the VieVS software will fulfill all future requirements of GGOS, IVS. The work done up to now is the modeling of stochastic processes (VLBI clock errors and tropospheric wet delays). VLBI parameters are estimated by 'piecewise linear offset function', i.e. only offsets are estimated at integer hours or integer fractions of it (every 20, 10, 5 minutes). In order to avoid numerical problems (as e.g. rank deficiencies) and to stabilize the parameter estimation process, some constraints as pseudo observations are included in the model. In this paper, the VLBI delay model, the clock error model due to the inconsistencies of the atomic clocks and hydrogen masers at radio telescope sites and the tropospheric wet delay model will be discussed.

Özet

Global Jeodezik Gözlem Sistemi (GGOS) önerileri doğrultusunda farklı uzay jeodezik tekniklerinde modelleme, parametrizasyon (bilinmeyenlerin belirlenmesi) ve analiz standartlarında homojenleştirme ve geliştirmeler yapılacaktır. Bununla birlikte, Uluslararası Çok Uzun Baz Enterferometrisi Jeodezi ve Astrometri Servisi (IVS), VLBI2010 projesi kapsamında yeni oluşturacağı sistemden elde edilecek önemli sayıdaki gözlem artışının VLBI yazılım paketleri kapsamında analiz edilebilmesine olanak sağlayacak güncellemeleri öngörmüştür. Yeni VLBI2010 sisteminin geleceğe yönelik analiz ilişkili gereksinimlerine cevap vermek üzere Viyana Teknik Üniversitesi, Jeodezi ve Jeofizik Enstitüsü tarafından, VLBI veri analizi yazılımı (Vienna VLBI Software, VieVS) geliştirilmektedir. Programlama dili olarak, yazılımın oluşturulması çabalarını kolaylaştıracak birçok fonksiyon ve araç içeren Matlab seçilmiştir. Proje sonunda geliştirilen VLBI analiz yazılımı VieVS ile GGOS’un gelecek IVS gereksinimlerine cevap verilmesi beklenmektedir. Şimdiye kadar stokastik süreçler modellenmiştir (VLBI saat hataları ve troposferik ıslak gecikme parametreleri). VLBI parametrelerinin kestirimi ‘Parçalı Lineer (PL) ofset fonksiyonu’ ile her saat başı veya bölümleri (her 20, 10, 5 dakika) esas alınarak gerçekleştirilmiştir. Sayısal problemlerden (rank defektleri) kurtulmak ve tutarlı bir parametre kestirimi gerçekleştirmek için bazı koşullar (kısıtlayıcılar) sahte (pseudo) gözlem denklemleri şeklinde modele dahil edilmiştir. Bu çalışma kapsamında VLBI temel gecikme (ölçü) modeli, VLBI radyo teleskobu gözlem istasyonunda bulunan atomik saatlerin veya hidrojen maserların senkronizasyon tutarsızlarından kaynaklanan saat hatası modeli ve troposferik ıslak gecikme modeli ele alınacaktır.