В настоящее время дистанционные наблюдения Земли в глобальном масштабе осуществляются с помощью приборов NASA Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) [1,2] и Visible Infrared Imaging Spectroradiometer Suite (VIIRS) [3] с полярных орбитальных спутниковых платформ. Восходящие пути лучей от поверхности к спутникам подвержены влиянию атмосферных эффектов преломления. Чтобы выяснить, следует ли учитывать эффект преломления для точной геолокации данных изображений MODIS и VIIRS, Ноердлингер [4] разработал аналитический метод, определяющий угол атмосферной рефракции и кажущееся смещение точки пересечения Земли из-за атмосферной рефракции. В методе Ноердлингера предполагается однослойная и сферически симметричная модельная атмосфера. Преобразование угла изгиба в горизонтальное смещение пикселя производится приблизительно путем принятия высоты шкалы для тропосферы. Результаты моделирования Ноердлингера показывают, что при зенитном угле около 45 градусов и средней высоте тропосферного масштаба 10,5 км пиксель на спутниковом изображении на уровне моря будет смещен примерно на 5 м, что намного меньше размеров пикселей около одного км для некоторых полос MODIS и 750 м для некоторых полос VIIRS. В результате в настоящих геолокационных продуктах MODIS и VIIRS эффектами атмосферной рефракции пренебрегают.
В последние годы спутниковые снимки высокого пространственного разрешения с пространственным разрешением ~1 м и более становятся все более доступными для общественного пользования. Точная геолокация изображений с высоким пространственным разрешением требует четкого учета атмосферных эффектов. Обзор изгиба и задержки распространения атмосферных преломляющих электромагнитных волн был дан Мангумом и Уоллесом [5]. Они предположили, что для точного расчета преломляющего изгиба требуется двухслойная модель атмосферы (слой стратосферы поверх слоя тропосферы). Ян и др. [6] сообщили о методе коррекции ошибки геолокации, возникающей в результате атмосферной рефракции, для оптических спутниковых изображений высокого разрешения. Они использовали упрощенную двухслойную модель атмосферы, включающую тропосферу плюс стратосферу, для расчета преломляющих изгибающих эффектов. Их расчетное полное смещение пикселей поверхности является результатом сочетания тропосферного изгиба и стратосферного изгиба. Упомянутая выше работа по моделированию атмосферных эффектов преломления и изгиба исходит от исследовательских сообществ астрономии и спутниковой геодезии.