Abstract GPS troposphere tomography is one of the most powerful techniques used to extract 3D model of the water vapor and wet refractivity using the observations from local and regional GPS networks. In this technique each unknown parameter is related to the one 3D elements called voxels. This approach is a mixed-determined inverse problem because propagated signals do not pass through some of the voxels. As consequence, the design matrix has rank deficiency and unique solution cannot be reached. To this end, additional constraints are usually applied. In this research as an innovation, we utilized reflected signals from an air-borne reflectometry mission over Italy as additional constraint. According to the obtained results from four distinct parts in DOYs 158 & 160 of 2012, reflected signals help to remove or reduce the rank deficiency of our tomographic models. Due to the lack of radiosonde and radio occultation profiles, to validate the tomographic model results, GPS slant wet delay observations of singular GPS stations within the desired study areas are used as a measure for validation. Depending on the number of reflected and direct signals that we used in our reconstruction area, the range of bias in the developed models change from 1.6 to 6.9 mm. Moreover, the range of RMSE is 30–40 mm. The accuracy and precision of reconstructed images is adequate as far as the mean, minimum and maximum values of the slant wet delays in the test areas of this study are taken into account.

中文翻译：

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GPS反射信号在意大利湿折光率层析重建中的应用

摘要 GPS 对流层断层扫描是最强大的技术之一，用于使用来自本地和区域 GPS 网络的观测来提取水汽和湿折射率的 3D 模型。在这种技术中，每个未知参数都与一个称为体素的 3D 元素相关。这种方法是一个混合确定的逆问题，因为传播的信号不通过一些体素。因此，设计矩阵存在秩亏，无法得到唯一解。为此，通常会应用额外的约束。作为一项创新，在这项研究中，我们利用来自意大利上空的机载反射测量任务的反射信号作为附加约束。根据 2012 年 DOYs 158 & 160 四个不同部分的所得结果，反射信号有助于消除或减少我们的断层扫描模型的秩不足。由于缺乏无线电探空仪和无线电掩星剖面，为了验证层析成像模型结果，在所需研究区域内的奇异 GPS 站的 GPS 倾斜湿延迟观测被用作验证措施。根据我们在重建区域中使用的反射和直接信号的数量，开发模型中的偏差范围从 1.6 到 6.9 毫米不等。此外，RMSE 的范围是 30-40 毫米。只要考虑到本研究测试区域的倾斜湿延迟的平均值、最小值和最大值，重建图像的准确性和精度就足够了。所需研究区域内单个 GPS 站的 GPS 倾斜湿延迟观测被用作验证措施。根据我们在重建区域中使用的反射和直接信号的数量，开发模型中的偏差范围从 1.6 到 6.9 毫米不等。此外，RMSE 的范围是 30-40 毫米。只要考虑到本研究测试区域的倾斜湿延迟的平均值、最小值和最大值，重建图像的准确性和精度就足够了。所需研究区域内单个 GPS 站的 GPS 倾斜湿延迟观测被用作验证措施。根据我们在重建区域中使用的反射和直接信号的数量，开发模型中的偏差范围从 1.6 到 6.9 毫米不等。此外，RMSE 的范围是 30-40 毫米。只要考虑到本研究测试区域的倾斜湿延迟的平均值、最小值和最大值，重建图像的准确性和精度就足够了。