Bilgisayarlı iyonosfer tomografisinde açılım işlevlerinin ve yeniden yapılandırma algoritmalarının model üzerinden karşılaştırılması

Abstract

Bilgisayarlı İyonosfer Tomografisi (BİT), iyonosfer elektron yoğunluğunun iki boyutlu veya üç boyutlu olarak görüntülenmesi için kullanılan bir yöntemdir. Bu yöntem özellikle iyonosfer fiziği veya uydu haberleşmesi gibi alanlar için iyonosferin incelenmesine olanak sağlamaktadır. Bu yöntemde Küresel Yer Belirleme (KYB) uyduları ve bu uydulardan gelen ışınları toplamak üzere yeryüzüne belirli bir geometride yerleştirilen alıcılar kullanılır. Alıcılar KYB uydularından aldıkları sinyaller ile iyonosfere ait olan Toplam Elektron İçeriği (TEİ) verisinin hesaplanmasına olanak sağlar. TEİ verileri ve tomografik yeniden yapılandırma algoritmaları kullanılarak, iyonosfer elektron yoğunluğu görüntülerinin elde edilmesi sağlanır. Gerçekleştirilen bu çalışmada tek bir GPS uydusu ve bu uyduyu izlemek üzere yeryüzünde belirli bir enlem noktasına yerleştirilmiş bir alıcı senaryosu canlandırıldı. Alıcıda oluşan hatalar ve model hataları bu çalışmada ihmal edildi. Bu senaryo içerisinde değişik açılım işlevleri ve yeniden yapılandırma algoritmaları kullanılarak, iyonosfer elektron yoğunluğunun iki boyutlu olarak elde edilmesi gerçekleştirildi. Sonuçların başarım analizleri ileri model olarak kullanılan IRI-95 ile karşılaştırılarak verildi.

Computerized Ionospheric Tomography (CIT) is a method to investigate ionospheric electron density in two or three dimensions. CIT provides a flexible method for studying ionosphere. In CIT, GPS satellites and Earth based receivers are considered to perform tomographic reconstruction. The received signals are processed to calculate Total Electron Content (TEC). TEC values and the tomographic reconstruction algorithms are used together to obtain tomographic images of electron density of ionosphere. In this study, scenario with one GPS satellite and one receiver is simulated. Receiver error and model error are neglected. In simulation, a set of basis functions and algorithms are used and two dimensional tomographic images of ionospheric electron density in height and latitude is obtained. Comparative reconstruction results are given based on IRI-95 forward ionosphere model. © 2005 IEEE.