Constructing of regional model of ionosphere parameters

Simple item page
dc.citation.epage35
dc.citation.journalTitleГеодезія, картографія і аерофотознімання : міжвідомчий науково-технічний збірник
dc.citation.spage27
dc.citation.volume85
dc.contributor.affiliationНаціональний університет “Львівська політехніка”
dc.contributor.affiliationLviv Polytechnic National University
dc.contributor.authorЯнків-Вітковська, Л.
dc.contributor.authorДжуман, Б.
dc.contributor.authorYankiv-Vitkovska, L.
dc.contributor.authorDzhuman, B.
dc.coverage.placenameЛьвів
dc.date.accessioned2018-09-24T12:03:43Z
dc.date.available2018-09-24T12:03:43Z
dc.date.created2017-03-28
dc.date.issued2017-03-28
dc.description.abstractШироке 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.
dc.description.abstractThe 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.
dc.format.extent27-35
dc.format.pages9
dc.identifier.citationYankiv-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.
dc.identifier.citationenYankiv-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.
dc.identifier.urihttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/42808
dc.language.isoen
dc.publisherВидавництво Львівської політехніки
dc.relation.ispartofГеодезія, картографія і аерофотознімання : міжвідомчий науково-технічний збірник (85), 2017
dc.relation.referencesAbdelazeem M., Celik R., Rabbany A. EI. On the
dc.relation.referencesdevelopment of a regional ionospheric correction
dc.relation.referencesmodel for low-cost single frequency GNSS users.
dc.relation.referencesThe 10th International conference on mobile
dc.relation.referencesmapping technology, Cairo, Egypt, 2017.
dc.relation.referencesDzhuman B. B. Aproksymatsiya anomaliy syly vahy
dc.relation.referencesmetodom ASHA na terytoriyu Arktyky [Approximation
dc.relation.referencesof gravity anomalies by method of ASHA on
dc.relation.referencesArctic area]. Geodesy, cartography and aerial
dc.relation.referencesphotography, 2014, no. 80, pp. 62–68.
dc.relation.referencesDzhuman B. B. Pro pobudovu modeli lokal’noho
dc.relation.referenceshravitatsiynoho polya [On the constraction of local
dc.relation.referencesgravitational field model]. Geodynamics, no. 1(14),2013, pp. 29–33.
dc.relation.referencesGao Y., Liu Z. Precise Ionosphere Modeling Using
dc.relation.referencesRegional GPS Network Data. Journal of Global
dc.relation.referencesPositioning Systems. 1, 2002, pp. 18–24.
dc.relation.referencesHaines G. V. Computer programs for spherical cap
dc.relation.referencesharmonic analysis of potential and general felds.
dc.relation.referencesHaines. Comput. Geosci. 14, 1988, pp. 413–447.
dc.relation.referencesHaines G. V. Spherical cap harmonic analysis. J.
dc.relation.referencesGeophys. Res. 90, 1985, pp. 2583–2591.
dc.relation.referencesHobson E. W. The Theory of Spherical and Ellipsoidal
dc.relation.referencesHarmonics. New York: Cambridge Univ. Press,1931, 476 p.
dc.relation.referencesKelvin L, Tait P. Treatise on natural philosophy. New
dc.relation.referencesYork: Cambridge Univ. Press., 1896, 852 pp.
dc.relation.referencesLiu J., R. Chen, J. An, Z. Wang and J. Hyyppa. Spherical
dc.relation.referencescap harmonic analysis of the Arctic ionospheric TEC
dc.relation.referencesfor one solar cycle. Journal of Geophysical
dc.relation.referencesResearch, vol. 119, 2014, pp. 601–619.
dc.relation.referencesMarchenko A., Dzhuman B. Regional quasigeoid
dc.relation.referencesdetermination: an application to arctic gravity
dc.relation.referencesproject. Geodynamics, no. 1(18), 2015, pp. 7–17.
dc.relation.referencesOhashi M., Y. Sato, A. Yamada, Y. Kubo and S. Sugimoto.
dc.relation.referencesStudies on Spherical Cap Harmonic Analysis
dc.relation.referencesfor Japanese Regional Ionospheric Delays and its
dc.relation.referencesPrediction. Proceedings of the 47th ISCIE International
dc.relation.referencesSymposium on Stochastic Systems Theory
dc.relation.referencesand Its Applications Honolulu, Dec. 5–8, 2015
dc.relation.referencesSchaer S. Mapping and predicting the earth’s ionosphere
dc.relation.referencesusing the global positioning system. PhD thesis,
dc.relation.referencesAstronomical Institute, University of Berne,
dc.relation.referencesSwitzerland, 1999, 205 p.
dc.relation.referencesSchmidt M., M. Fengler, T. Mayer-Gurr, A. Eicker,
dc.relation.referencesJ. Kusche, L. Sanchez, S. C. Han. Regional gravity
dc.relation.referencesmodeling in terms of spherical base functions. J.
dc.relation.referencesGeod. V. 81, 2007, pp. 17–38.
dc.relation.referencesTykhonov A. N., Arsenyn V.Ya. Metody reshenyya nekorrektnykh
dc.relation.referenceszadach [Methods for solving incorrect
dc.relation.referencestasks]: 2-nd edition. Nauka. Hlavnaya redaktsyya
dc.relation.referencesfyzyko-matematycheskoy lyteratury, 1979.
dc.relation.referencesYankiv-Vitkovska L. M., Savchuk S., Pauchok V. The
dc.relation.referencesdetermination and procedure transformation of the
dc.relation.referencesionosphere parameters with GNSS-observations.
dc.relation.referencesGeodesy, cartography and aerial photography,2015, no. 82, pp. 5–12.
dc.relation.referencesYankiv-Vitkovska L. M., Savchuk S. H., Pauchok V. K.,
dc.relation.referencesMatviichuk Ya. M. and Bodnar D. I. Recovery of the
dc.relation.referencesSpatial State of the Ionosphere Using Regular
dc.relation.referencesDefinitions of the TEC Identifier at the Network of
dc.relation.referencesContinuously Operating GNSS Stations of Ukraine.
dc.relation.referencesJournal of Geodesy and Geomatics Engineering,(2016) 1–9. З.37–48.
dc.relation.referencesYankiv-Vitkovska L. M. Metodyka vyznachennya
dc.relation.referencesparametriv ionosfery u merezhi suputnykovykh
dc.relation.referencesstantsiy zakhidnoyi Ukrayiny [A procedure for the
dc.relation.referencesdetermination of ionosphere parameters on the basis
dc.relation.referencesof the gnss network in western Ukraine]. Kosmichna
dc.relation.referencesnauka i tekhnolohiya. 2013, 19, no. 6, pp. 4–-52.
dc.relation.referencesYankiv-Vitkovska L. M. Metodyka userednennya
dc.relation.referencesdanykh dlya pobudovy rehional’noyi modeli
dc.relation.referencesionosfery [The technique of averaging data for
dc.relation.referencesconstruction of the regional ionosphere model].
dc.relation.referencesGeodesy, cartography and aerial photography,2014, no. 79, pp. 35–41.
dc.relation.referencesenAbdelazeem M., Celik R., Rabbany A. EI. On the
dc.relation.referencesendevelopment of a regional ionospheric correction
dc.relation.referencesenmodel for low-cost single frequency GNSS users.
dc.relation.referencesenThe 10th International conference on mobile
dc.relation.referencesenmapping technology, Cairo, Egypt, 2017.
dc.relation.referencesenDzhuman B. B. Aproksymatsiya anomaliy syly vahy
dc.relation.referencesenmetodom ASHA na terytoriyu Arktyky [Approximation
dc.relation.referencesenof gravity anomalies by method of ASHA on
dc.relation.referencesenArctic area]. Geodesy, cartography and aerial
dc.relation.referencesenphotography, 2014, no. 80, pp. 62–68.
dc.relation.referencesenDzhuman B. B. Pro pobudovu modeli lokal’noho
dc.relation.referencesenhravitatsiynoho polya [On the constraction of local
dc.relation.referencesengravitational field model]. Geodynamics, no. 1(14),2013, pp. 29–33.
dc.relation.referencesenGao Y., Liu Z. Precise Ionosphere Modeling Using
dc.relation.referencesenRegional GPS Network Data. Journal of Global
dc.relation.referencesenPositioning Systems. 1, 2002, pp. 18–24.
dc.relation.referencesenHaines G. V. Computer programs for spherical cap
dc.relation.referencesenharmonic analysis of potential and general felds.
dc.relation.referencesenHaines. Comput. Geosci. 14, 1988, pp. 413–447.
dc.relation.referencesenHaines G. V. Spherical cap harmonic analysis. J.
dc.relation.referencesenGeophys. Res. 90, 1985, pp. 2583–2591.
dc.relation.referencesenHobson E. W. The Theory of Spherical and Ellipsoidal
dc.relation.referencesenHarmonics. New York: Cambridge Univ. Press,1931, 476 p.
dc.relation.referencesenKelvin L, Tait P. Treatise on natural philosophy. New
dc.relation.referencesenYork: Cambridge Univ. Press., 1896, 852 pp.
dc.relation.referencesenLiu J., R. Chen, J. An, Z. Wang and J. Hyyppa. Spherical
dc.relation.referencesencap harmonic analysis of the Arctic ionospheric TEC
dc.relation.referencesenfor one solar cycle. Journal of Geophysical
dc.relation.referencesenResearch, vol. 119, 2014, pp. 601–619.
dc.relation.referencesenMarchenko A., Dzhuman B. Regional quasigeoid
dc.relation.referencesendetermination: an application to arctic gravity
dc.relation.referencesenproject. Geodynamics, no. 1(18), 2015, pp. 7–17.
dc.relation.referencesenOhashi M., Y. Sato, A. Yamada, Y. Kubo and S. Sugimoto.
dc.relation.referencesenStudies on Spherical Cap Harmonic Analysis
dc.relation.referencesenfor Japanese Regional Ionospheric Delays and its
dc.relation.referencesenPrediction. Proceedings of the 47th ISCIE International
dc.relation.referencesenSymposium on Stochastic Systems Theory
dc.relation.referencesenand Its Applications Honolulu, Dec. 5–8, 2015
dc.relation.referencesenSchaer S. Mapping and predicting the earth’s ionosphere
dc.relation.referencesenusing the global positioning system. PhD thesis,
dc.relation.referencesenAstronomical Institute, University of Berne,
dc.relation.referencesenSwitzerland, 1999, 205 p.
dc.relation.referencesenSchmidt M., M. Fengler, T. Mayer-Gurr, A. Eicker,
dc.relation.referencesenJ. Kusche, L. Sanchez, S. C. Han. Regional gravity
dc.relation.referencesenmodeling in terms of spherical base functions. J.
dc.relation.referencesenGeod. V. 81, 2007, pp. 17–38.
dc.relation.referencesenTykhonov A. N., Arsenyn V.Ya. Metody reshenyya nekorrektnykh
dc.relation.referencesenzadach [Methods for solving incorrect
dc.relation.referencesentasks]: 2-nd edition. Nauka. Hlavnaya redaktsyya
dc.relation.referencesenfyzyko-matematycheskoy lyteratury, 1979.
dc.relation.referencesenYankiv-Vitkovska L. M., Savchuk S., Pauchok V. The
dc.relation.referencesendetermination and procedure transformation of the
dc.relation.referencesenionosphere parameters with GNSS-observations.
dc.relation.referencesenGeodesy, cartography and aerial photography,2015, no. 82, pp. 5–12.
dc.relation.referencesenYankiv-Vitkovska L. M., Savchuk S. H., Pauchok V. K.,
dc.relation.referencesenMatviichuk Ya. M. and Bodnar D. I. Recovery of the
dc.relation.referencesenSpatial State of the Ionosphere Using Regular
dc.relation.referencesenDefinitions of the TEC Identifier at the Network of
dc.relation.referencesenContinuously Operating GNSS Stations of Ukraine.
dc.relation.referencesenJournal of Geodesy and Geomatics Engineering,(2016) 1–9. Z.37–48.
dc.relation.referencesenYankiv-Vitkovska L. M. Metodyka vyznachennya
dc.relation.referencesenparametriv ionosfery u merezhi suputnykovykh
dc.relation.referencesenstantsiy zakhidnoyi Ukrayiny [A procedure for the
dc.relation.referencesendetermination of ionosphere parameters on the basis
dc.relation.referencesenof the gnss network in western Ukraine]. Kosmichna
dc.relation.referencesennauka i tekhnolohiya. 2013, 19, no. 6, pp. 4–-52.
dc.relation.referencesenYankiv-Vitkovska L. M. Metodyka userednennya
dc.relation.referencesendanykh dlya pobudovy rehional’noyi modeli
dc.relation.referencesenionosfery [The technique of averaging data for
dc.relation.referencesenconstruction of the regional ionosphere model].
dc.relation.referencesenGeodesy, cartography and aerial photography,2014, no. 79, pp. 35–41.
dc.subjectпараметри іоносфери
dc.subjectTEC
dc.subjectVTEC
dc.subjectпросторово-часова модель
dc.subjectсферичні функції Лежандра
dc.subjectпоказник іонізації
dc.subjectсистема функцій
dc.subjectionosphere parameters
dc.subjectTEC
dc.subjectVTEC
dc.subjectspatial-temporal model
dc.subjectLegendre spherical functions
dc.subjectionization index
dc.subjectsystem of functions
dc.subject.udc528.2
dc.titleConstructing of regional model of ionosphere parameters
dc.title.alternativeПобудова просторово-часової моделі параметра іоносфери VTEC
dc.typeArticle

Files

License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
3.01 KB
Format:
Plain Text
Description:
Download

Collections

Геодезія, картографія і аерофотознімання. – 2017. – Випуск 85