Radio-ockultation med GNSS för atmosfärsmätningar



Relevanta dokument
Global Positionering System (GPS)

Global Positionering System (GPS)

GPS. Robin Rikberg februari 2009

Forskning GNSS. Grundkonfigurationen av GPS består av 24 satelliter men idag cirkulerar närmare 30 satelliter runt jordklotet

RYMD I VÄST. Ett initiativ av GKN och RUAG Space för Sveriges främsta rymdregion

Global Positioning System GPS

Bilaga 1: GPS-teknik, en liten ordlista

Satellit-navigering. GPS-tillämpningar

Lantmäteriets testmätningar med RTK och Galileo i SWEPOS fram till januari 2017

CHALMERS LINDHOLMEN Instuderingsuppgifter Nav-E sid 1 ( 5 )

Hur trodde man att universum såg ut förr i tiden?

Introduktion till GNSS

Maria Österlund. Ut i rymden. Mattecirkeln Tid 2

Global Positioning System GPS i funktion

Astronomiövningar som kräver observationer

Framtida satellitsystem och signaler - fördelar och utmaningar

Institutet för rymdfysik Kiruna

EXAMENSARBETE. Totalstation jämförd med mmgps. David Olsson. Högskoleexamen Bygg och anläggning

Universum. Stjärnbilder och Världsbilder

4 Solsystemet. OH1 Tidszonerna 2 Tidszonerna 3 En jordglobs skala OH2 Årstiderna 4 Varför har vi årstider?

Astronomi, kraft och rörelse

Kumla Solsystemsmodell. Skalenlig modell av solsystemet

Använd en lampa som sol och låt jordgloben snurra så att det blir dag och natt i Finland. En flirtkula på en grillpinne kan också föreställa jorden.

Målbeskrivning Geografi. Klimat. Läxa: Onsdag V. 41 sid i Sol 2000 eller i Focus

MATTIAS MARKLUND GRUNDLÄGGANDE FYSIKFORSKNING OCH MILITÄRFORSKNING

SWEPOS. Studiebesök från SAMGIS Västernorrland Peter Wiklund Lantmäteriet, Geodetisk infrastruktur

Rymden för SMHI och din vardag. Jordobservationer för väder, vatten och klimat

Klimat- Modellering och Beräkningar. Marco Kupiainen. KTH, 3 oktober Rossby Centre, SMHI. Matematiska institutionen, Linköpings Universitet

Leia och björndjuren. - en upptäcktsresa i rymden

Astronomi. Hästhuvudnebulosan. Neil Armstrong rymdresenär.

Att förstå klimatsystemet (AR4 SPM: D. Understanding the Climate System and its Recent Changes)

Min bok om Rymden. Börja läsa

Förslag den 25 september Fysik

T / C +17. c) När man andas utomhus en kall dag ser man sin andedräkt som rök ur munnen. Vad beror det på?

GMES vår vaktpost i rymden

Den stora kometjakten

Använd en lampa som sol och låt jordgloben snurra så att det blir dag och natt i Finland. En flirtkula på en grillpinne kan också föreställa jorden.

Mätningar och indata Hur modellerna är uppbyggda Felkällor Statistiska tolkningar Ensembler Starka/Svaga sidor. Vad Mäts?

Astronomi. Vetenskapen om himlakropparna och universum

Astronomin och sökandet efter liv där ute. Sofia Feltzing Professor vid Lunds universitet

ESN lokala kursplan Lgr11 Ämne: Fysik

Trimtec.se - Auktoriserad Trimble dealer för hela Sverige

GNSS-status och Galileoanvändning

1. Situationer när korrigering är nödvändig

Sol och månförmörkelser

BFL122/BFL111 Fysik för Tekniskt/ Naturvetenskapligt Basår/ Bastermin Föreläsning 10 Relativitetsteori den 26 april 2012.

Vilka konsekvenser kan solstormar. Lund 21 maj Gunnar Hedling och Peter Wiklund Ragne Emardsson och Per Jarlemark SP

Ämnesplan i Fysik Treälven

Jorden År F-3 Närmiljö År 4-6 Vårt ekosystem År 7-9 Jordens ekosystem

Appendix 3 Checklista för höjdmätning mot SWEPOS Nätverks- RTK-tjänst

Patrick Eriksson Rymd- och geovetenskap Chalmers tekniska högskola. Vad väger ismoln?

Fysik Kunskapens användning

Mål och betygskriterier i Fysik

Illustration Saga Fortier och Norah Bates

Den stora kometjakten

I once saw Einstein on a train which whistled past our station. - Your clock ticks much too slow, I yelled. - Ach, nein. That's time dilation

GPS-SYSTEMET. Vetenskapsmetodik, CDT212 Mälardalens Högskola, Västerås Magnus Andersson, CIDEV4

För varje barns rätt att upptäcka världen

INSTÄLLT PÅ GRUND AV SJUKDOM

Leia och björndjuren. - en upptäcktsresa i rymden

Klimatsimuleringar. Torben Königk, Rossby Centre/ SMHI

Laboration 1 Fysik

Konsten att "se" det osynliga. Om indirekta metoder att upptäcka exoplaneter

Effekterna av en solär EMP ur ett civilt perspektiv

Nästa skottsekund (leap second) kommer att läggas till vid midnatt mellan den. 31 december 2016 och 1 januari :59:59 23:59:60 00:00:00

RYMD I VÄST. Ett initiativ av GKN och RUAG för Sveriges främsta rymdregion

Innehållsförteckning. Innehållsförteckning 1 Rymden 3. Solen 3 Månen 3 Jorden 4 Stjärnor 4 Galaxer 4 Nebulosor 5. Upptäck universum med Cosmonova 3

Syfte Att öka elevernas förståelse för delar av rymden, rymdteknik samt ta del av rymdutställningen på ett elevaktivt sätt.

1. Månens rörelser. Övning 1: Illustrera astronomiska fenomen

VENTUS GPS G730 DATA LOGGER. Bruksanvisning

Lässtrategier för att förstå och tolka texter samt för att anpassa läsningen efter textens form och innehåll. (SV åk 1 3)

Klimatscenarier och klimatprognoser. Torben Königk, Rossby Centre/ SMHI

Min bok om. planeterna. Namn:

Atmosfär. Cirkulär ekonomi. Delningsekonomi. Albedo. Corporate Social Responsibility (CSR)

RADIONAVIGERINGSSYSTEM

SWEPOS status och utveckling

att båda rör sig ett varv runt masscentrum på samma tid. Planet

Min bok om Rymden. Börja läsa

10. Relativitetsteori Tid och Längd

Lärarhandledning: 4 minuter om. Författad av Jenny Karlsson

Lärarhandledning: 4 minuter om. Författad av Jenny Karlsson

Vilket av våra vanliga bilbränslen är mest miljövänligt? Klass 9c

RYMD I VÄST. Ett initiativ av GKN och RUAG Space för Sveriges främsta rymdregion

GPS-sändare: en ny era för studier av beteendeekologi hos vilda djur

Varför har vi årstider? Lärarledd demonstration i helklass för åk 4-6

Digital Runway Incursion Warning System DRIWS

Klimatscenarier för Sverige beräkningar från SMHI

Emissioner, meteorologi och atmosfärskemi

FORSKNINGSSTRATEGIER Institutet för rymdfysik, IRF

Allmän rymdfysik. Plasma Magnetosfärer Solen och solväder. Karin Ågren Rymdfysik och rymdteknik

Tentamen Relativitetsteori , 27/7 2019

APV info. APV i relation till PBN (Performance Based Navigation)

Ordförklaringar till Trollkarlen från rymden

Miljöfysik. Föreläsning 2. Växthuseffekten Ozonhålet Värmekraftverk Verkningsgrad

2060 Chiron - en ovanlig centaur

Bengt Edlén, atomspektroskopist

Satelliter. Karin Ågren Rymdfysik och rymdteknik

Användarhandbok för Nokia Trådlös GPS-modul (LD-1W) Utgåva 1

Undersök MÅNENS FASER Bygg en månlåda

Transkript:

Radio-ockultation med GNSS för atmosfärsmätningar Rymdforum 9-10 mars 2015 Joel Rasch Molflow

Innehåll Radio-ockultation, kort historik Radio-ockultation med GNSS Dagens satelliter Användningsområden 2

kort historik När en källa till synligt ljus rör sig in i skuggzonen kan man observera en hel del intressanta fenomen Solen ändrar position och form när den går ned bakom horisonten Detta har att göra med hur ljuset bryts i den tjocka atmosfären nära marken 3

kort historik Genom detaljerade mätningar av brytningsmönstret kan man utröna egenskaperna hos atmosfären vid tillfället i fråga. Främst tryck, temperatur och vattenhalt i atmosfären går att studera Denna effekt är inte begränsad till jorden, hade månen haft en tjock atmosfär skulle den kunnat mätas mha av planeter och stjärnor när de går ned bakom den (till höger Jupiter med två månar) Samma teknik kan appliceras på de andra planeterna i solsystemet 4

kort historik Synligt ljus ligger i frekvensbandet 430-790 THz Tekniken fungerar lika bra för mikrovågor mellan 1-100 GHz Genom att använda artificellt genererade mikrovågor kan vi skapa mkt användbara ockultationssituationer En stark mikrovågssignal skickas ut från jorden, och en rymdsond som går in i skuggzonen kan mäta hur denna signal förändras Användes först 1964 på Mars, men har sedan dess använts på de flesta planeter och deras ringar 5

kort historik Utforskningen av de andra planeternas atmosfärer mha ockultation var av tämligen låg kvalité. Men i brist på andra bra mätningar var de en mkt värdefull källa till information. Liknande mätningar för jordens atmosfär var helt onödiga, då mkt bättre metoder fanns tillgängliga. Men 1994 togs GPS-systemet i bruk. Detta system har så hög precision att det blev meningsfullt att använda det för atmosfärsmätningar 1995 gjordes de första försöken med radio-ockultation mha GPS-satelliter 6

med GNSS För närvarande finns det 27 GPS-satelliter som ligger i bana ca 20200 km ovanför jorden. En satellit i lägre bana med rätt mottagare kan göra hundratals ockultationsmätningar varje dag Utöver GPS finns även det ryska GLONASS, och det kinesiska BeiDou-1 I framtiden kommer även det europeiska GALILEO, samt det kinesiska BeiDou-2 finnas att tillgå Vi kallar dessa system för GNSS (Global Navigational Satellite Systems) 7

med GNSS Vad vi faktiskt mäter är böjningsvinkeln, α, på GNSS-signalen som en funktion av inslagshöjden, a. Vi kan rita diagram över hur böjningsvinkeln beror av inslagshöjden Från dessa diagram kan vi härleda tryck, temperatur, luftfuktighet och elektrontäthet som en funktion av höjd över marken Vilken faktor som påverkar böjningsvinkeln mest beror på tangenthöjden 8

med GNSS Atmosfärens egenskaper varierar kraftigt med höjden. Mellan 0-6 km (~troposfären) inverkar vattenånga starkt på böjningsvinkeln Mellan 6-70 km (~stratosfären) bestäms böjningen av tryck och temperatur Ovanför ~70 km bestäms böjningen främst av elektrontätheten i jonosfären Detta ger oss möjlighet att utforska många olika fenomen med radio-ockultation 9

dagens satelliter Det finns och har funnits ett flertal satelliter utrustade med rätt mottagare: COSMIC: USA, Taiwan, ursprungligen 6 satelliter, nu 4 (2006-?). CHAMP: Tyskland, 1 satellit (2000-2010) GRACE: USA, Tyskland, 2 satelliter (2002-?) MetOp: EUMETSAT (30 europeiska länder inkl. Sverige), 3 satelliter (2007-?) Flera nya satelliter är i planeringsstadiet, bla MetOp Second Generation (SG). På MetOp används GRAS-mottagare, som utvecklats och tillverkats av RUAG Space AB. Jag samarbetar med RUAG för att göra detaljerade simuleringar av radio-ockultationer. 10

dagens satelliter GNSS radio-ockultation är en ypperlig teknik för att sondera atmosfären Den är billig (relativt), global, och har hög precision och stabilitet. Ockultationer från MetOp 2014-02-01 652 Ockultationer på ett dygn! 11

Användningsområden Det främsta användningsområdet är för att leverera data till numerisk väderprediktering (NWP) I detta sammanhang är radio-ockultation bara en av många data-källor (markmätningar, ballonger, radar, andra satellitinstrument ) Man kan även använda tekniken för: Mätningar av elektrontäthet i jonosfären (ionospheric bubbles etc.) Vågor och turbulens i atmosfären (gravity waves, lee waves etc.) Kan användas för att övervaka klimatförändringar (ypperligt över Arktis) samt testa klimatmodeller 12

Slutord Tack för uppmärksamheten! Nästa generation av MetOp (MetOp SG) 13