Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал: http://ena.lp.edu.ua:8080/handle/ntb/42808
Назва: Constructing of regional model of ionosphere parameters
Інші назви: Побудова просторово-часової моделі параметра іоносфери VTEC
Автори: Янків-Вітковська, Л.
Джуман, Б.
Yankiv-Vitkovska, L.
Dzhuman, B.
Приналежність: Національний університет “Львівська політехніка”
Lviv Polytechnic National University
Бібліографічний опис: Yankiv-Vitkovska L. Constructing of regional model of ionosphere parameters / L. Yankiv-Vitkovska, B. Dzhuman // Геодезія, картографія і аерофотознімання : міжвідомчий науково-технічний збірник. — Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2017. — Том 85. — С. 27–35.
Bibliographic description: Yankiv-Vitkovska L. Constructing of regional model of ionosphere parameters / L. Yankiv-Vitkovska, B. Dzhuman // Heodeziia, kartohrafiia i aerofotoznimannia : mizhvidomchyi naukovo-tekhnichnyi zbirnyk. — Lviv : Vydavnytstvo Lvivskoi politekhniky, 2017. — Vol 85. — P. 27–35.
Є частиною видання: Геодезія, картографія і аерофотознімання : міжвідомчий науково-технічний збірник (85), 2017
Журнал/збірник: Геодезія, картографія і аерофотознімання : міжвідомчий науково-технічний збірник
Том: 85
Дата публікації: 28-бер-2017
Видавництво: Видавництво Львівської політехніки
Місце видання, проведення: Львів
УДК: 528.2
Теми: параметри іоносфери
TEC
VTEC
просторово-часова модель
сферичні функції Лежандра
показник іонізації
система функцій
ionosphere parameters
TEC
VTEC
spatial-temporal model
Legendre spherical functions
ionization index
system of functions
Кількість сторінок: 9
Діапазон сторінок: 27-35
Початкова сторінка: 27
Кінцева сторінка: 35
Короткий огляд (реферат): Широке застосування глобальних навігаційних супутникових систем спричинило розвиток нових методів, призначених для визначення і накопичення показника іонізації іоносфери. Оскільки за допомогою цих даних можливо суттєво підвищити точність та надійність визначення координат пункту спостережень, актуальною є створення моделі показника іонізації. Методика. Для побудови просторової моделі як базову систему функцій використано сферичні функції Лежандра першого роду дійсного порядку, але цілого ступеня. Величину порядку знаходили з використанням теорії Штурма–Ліувілля, оскільки вона залежить від розмірів регіону, що досліджується. Така система функцій формує дві ортогональні системи функцій на досліджуваному регіоні (сегменті сфери), проте не має рекурентних зв’язків між функціями, тому для їх знаходження необхідно використати розклад у гіпергеометричний ряд. Також для знаходження невідомих коефіцієнтів моделі необхідно використати параметр регуляризації Тіхонова, оскільки матриця нормальних рівнянь не буде стійкою. Для обчислення часової моделі іоносфери коефіцієнти різних просторових моделей розкладено в ряд за степеневими поліномами. Результати. На основі даних значень параметру іонізації, отриманих на 19 перманентних станціях мережі ZAKPOS за допомогою програмного забезпечення Trimble Pivot Platform, побудована просторово-часова модель цього параметра з використанням сферичних функцій Лежандра до 3-го порядку, а також з використанням степеневих поліномів до 3-го порядку. Стандартне відхилення між виміряним та модельним значеннями параметра іоносфери VTEC не перевищує 1 TECU. Наукова новизна і практична значущість. Розроблено алгоритм для побудови просторово-часової моделі іоносфери. Отримано модель іоносфери високої розрізнювальної здатності, яку можна використовувати для розв’язання геодезичних задач щодо забезпечення необхідної точності у визначенні координат пункту, а також для дослідження і прогнозування космічної погоди.
The widespread use of global navigation satellite systems (GNSS) has led to the development of new methods designed to determine and accumulate the index of ionosphere ionization (VTEC). Using these data it is possible to significantly improve the accuracy and reliability of determining the coordinates of the observation point. Therefore, the task of constructing a model of ionization index is relevant. Method. To construct a spatial model, we used the spherical Legendre functions of the first kind of real order with integer degree as a basic system of functions. We found the magnitude of order using the Sturm-Liouville theory since it depended on the size of the investigated region. Such system of functions form two orthogonal systems of functions in the region under study (the sphere segment), but does not have recurrence relations between functions, therefore, it is necessary to use function expansion in a hypergeometric series to find them. Also in order to find unknown coefficients of the model it is necessary to use the Tikhonov regularization parameter, since the matrix of normal equations will not be stable. For calculating the time model of the ionosphere the coefficients of different spatial models were expanded in series of power polynomials. Results. Based on the data of the ionization parameter values obtained of 19 permanent stations of the ZAKPOS network using the Trimble Pivot Platform software, the spatial-temporal model of this parameter was constructed using the Legendre spherical functions up to the 3rd order as well as with power polynomials up to 3rd order. The standard deviation between the measured and model values of the VTEC parameter does not exceed 1TECU. The scientific novelty and practical significance. We developed algorithm for construction of the spacetime model of the ionosphere parameter. A ionosphere model of high resolution is obtained, which can be used to solve geodetic tasks in order to provide the necessary accuracy in determining the coordinates of the point, as well as to study and forecast the space weather.
URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): http://ena.lp.edu.ua:8080/handle/ntb/42808
Перелік літератури: Abdelazeem M., Celik R., Rabbany A. EI. On the
development of a regional ionospheric correction
model for low-cost single frequency GNSS users.
The 10th International conference on mobile
mapping technology, Cairo, Egypt, 2017.
Dzhuman B. B. Aproksymatsiya anomaliy syly vahy
metodom ASHA na terytoriyu Arktyky [Approximation
of gravity anomalies by method of ASHA on
Arctic area]. Geodesy, cartography and aerial
photography, 2014, no. 80, pp. 62–68.
Dzhuman B. B. Pro pobudovu modeli lokal’noho
hravitatsiynoho polya [On the constraction of local
gravitational field model]. Geodynamics, no. 1(14),2013, pp. 29–33.
Gao Y., Liu Z. Precise Ionosphere Modeling Using
Regional GPS Network Data. Journal of Global
Positioning Systems. 1, 2002, pp. 18–24.
Haines G. V. Computer programs for spherical cap
harmonic analysis of potential and general felds.
Haines. Comput. Geosci. 14, 1988, pp. 413–447.
Haines G. V. Spherical cap harmonic analysis. J.
Geophys. Res. 90, 1985, pp. 2583–2591.
Hobson E. W. The Theory of Spherical and Ellipsoidal
Harmonics. New York: Cambridge Univ. Press,1931, 476 p.
Kelvin L, Tait P. Treatise on natural philosophy. New
York: Cambridge Univ. Press., 1896, 852 pp.
Liu J., R. Chen, J. An, Z. Wang and J. Hyyppa. Spherical
cap harmonic analysis of the Arctic ionospheric TEC
for one solar cycle. Journal of Geophysical
Research, vol. 119, 2014, pp. 601–619.
Marchenko A., Dzhuman B. Regional quasigeoid
determination: an application to arctic gravity
project. Geodynamics, no. 1(18), 2015, pp. 7–17.
Ohashi M., Y. Sato, A. Yamada, Y. Kubo and S. Sugimoto.
Studies on Spherical Cap Harmonic Analysis
for Japanese Regional Ionospheric Delays and its
Prediction. Proceedings of the 47th ISCIE International
Symposium on Stochastic Systems Theory
and Its Applications Honolulu, Dec. 5–8, 2015
Schaer S. Mapping and predicting the earth’s ionosphere
using the global positioning system. PhD thesis,
Astronomical Institute, University of Berne,
Switzerland, 1999, 205 p.
Schmidt M., M. Fengler, T. Mayer-Gurr, A. Eicker,
J. Kusche, L. Sanchez, S. C. Han. Regional gravity
modeling in terms of spherical base functions. J.
Geod. V. 81, 2007, pp. 17–38.
Tykhonov A. N., Arsenyn V.Ya. Metody reshenyya nekorrektnykh
zadach [Methods for solving incorrect
tasks]: 2-nd edition. Nauka. Hlavnaya redaktsyya
fyzyko-matematycheskoy lyteratury, 1979.
Yankiv-Vitkovska L. M., Savchuk S., Pauchok V. The
determination and procedure transformation of the
ionosphere parameters with GNSS-observations.
Geodesy, cartography and aerial photography,2015, no. 82, pp. 5–12.
Yankiv-Vitkovska L. M., Savchuk S. H., Pauchok V. K.,
Matviichuk Ya. M. and Bodnar D. I. Recovery of the
Spatial State of the Ionosphere Using Regular
Definitions of the TEC Identifier at the Network of
Continuously Operating GNSS Stations of Ukraine.
Journal of Geodesy and Geomatics Engineering,(2016) 1–9. З.37–48.
Yankiv-Vitkovska L. M. Metodyka vyznachennya
parametriv ionosfery u merezhi suputnykovykh
stantsiy zakhidnoyi Ukrayiny [A procedure for the
determination of ionosphere parameters on the basis
of the gnss network in western Ukraine]. Kosmichna
nauka i tekhnolohiya. 2013, 19, no. 6, pp. 4–-52.
Yankiv-Vitkovska L. M. Metodyka userednennya
danykh dlya pobudovy rehional’noyi modeli
ionosfery [The technique of averaging data for
construction of the regional ionosphere model].
Geodesy, cartography and aerial photography,2014, no. 79, pp. 35–41.
References: Abdelazeem M., Celik R., Rabbany A. EI. On the
development of a regional ionospheric correction
model for low-cost single frequency GNSS users.
The 10th International conference on mobile
mapping technology, Cairo, Egypt, 2017.
Dzhuman B. B. Aproksymatsiya anomaliy syly vahy
metodom ASHA na terytoriyu Arktyky [Approximation
of gravity anomalies by method of ASHA on
Arctic area]. Geodesy, cartography and aerial
photography, 2014, no. 80, pp. 62–68.
Dzhuman B. B. Pro pobudovu modeli lokal’noho
hravitatsiynoho polya [On the constraction of local
gravitational field model]. Geodynamics, no. 1(14),2013, pp. 29–33.
Gao Y., Liu Z. Precise Ionosphere Modeling Using
Regional GPS Network Data. Journal of Global
Positioning Systems. 1, 2002, pp. 18–24.
Haines G. V. Computer programs for spherical cap
harmonic analysis of potential and general felds.
Haines. Comput. Geosci. 14, 1988, pp. 413–447.
Haines G. V. Spherical cap harmonic analysis. J.
Geophys. Res. 90, 1985, pp. 2583–2591.
Hobson E. W. The Theory of Spherical and Ellipsoidal
Harmonics. New York: Cambridge Univ. Press,1931, 476 p.
Kelvin L, Tait P. Treatise on natural philosophy. New
York: Cambridge Univ. Press., 1896, 852 pp.
Liu J., R. Chen, J. An, Z. Wang and J. Hyyppa. Spherical
cap harmonic analysis of the Arctic ionospheric TEC
for one solar cycle. Journal of Geophysical
Research, vol. 119, 2014, pp. 601–619.
Marchenko A., Dzhuman B. Regional quasigeoid
determination: an application to arctic gravity
project. Geodynamics, no. 1(18), 2015, pp. 7–17.
Ohashi M., Y. Sato, A. Yamada, Y. Kubo and S. Sugimoto.
Studies on Spherical Cap Harmonic Analysis
for Japanese Regional Ionospheric Delays and its
Prediction. Proceedings of the 47th ISCIE International
Symposium on Stochastic Systems Theory
and Its Applications Honolulu, Dec. 5–8, 2015
Schaer S. Mapping and predicting the earth’s ionosphere
using the global positioning system. PhD thesis,
Astronomical Institute, University of Berne,
Switzerland, 1999, 205 p.
Schmidt M., M. Fengler, T. Mayer-Gurr, A. Eicker,
J. Kusche, L. Sanchez, S. C. Han. Regional gravity
modeling in terms of spherical base functions. J.
Geod. V. 81, 2007, pp. 17–38.
Tykhonov A. N., Arsenyn V.Ya. Metody reshenyya nekorrektnykh
zadach [Methods for solving incorrect
tasks]: 2-nd edition. Nauka. Hlavnaya redaktsyya
fyzyko-matematycheskoy lyteratury, 1979.
Yankiv-Vitkovska L. M., Savchuk S., Pauchok V. The
determination and procedure transformation of the
ionosphere parameters with GNSS-observations.
Geodesy, cartography and aerial photography,2015, no. 82, pp. 5–12.
Yankiv-Vitkovska L. M., Savchuk S. H., Pauchok V. K.,
Matviichuk Ya. M. and Bodnar D. I. Recovery of the
Spatial State of the Ionosphere Using Regular
Definitions of the TEC Identifier at the Network of
Continuously Operating GNSS Stations of Ukraine.
Journal of Geodesy and Geomatics Engineering,(2016) 1–9. Z.37–48.
Yankiv-Vitkovska L. M. Metodyka vyznachennya
parametriv ionosfery u merezhi suputnykovykh
stantsiy zakhidnoyi Ukrayiny [A procedure for the
determination of ionosphere parameters on the basis
of the gnss network in western Ukraine]. Kosmichna
nauka i tekhnolohiya. 2013, 19, no. 6, pp. 4–-52.
Yankiv-Vitkovska L. M. Metodyka userednennya
danykh dlya pobudovy rehional’noyi modeli
ionosfery [The technique of averaging data for
construction of the regional ionosphere model].
Geodesy, cartography and aerial photography,2014, no. 79, pp. 35–41.
Тип вмісту : Article
Розташовується у зібраннях:Геодезія, картографія і аерофотознімання. – 2017. – Випуск 85



Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищені авторським правом, всі права збережені.