電離層は重要な大気層であり、地球上空 100～1000 km に位置し、高精度の全地球航法衛星システム（GNSS）測位の最大の誤差源です。この誤差は総電子含有量（TEC）で測定され、その単位はTEC単位（TECU）として知られています。
このようなタイプの問題に対処するために、さまざまな研究グループが、クリギング、自己回帰移動平均（ARMA）法、Holt-Winters 法、経験的直交関数などのいくつかの予測モデルを試みてきました。地球のさまざまな部分からのデータを組み合わせた取り組みにより、 、NeQuick、標準プラズマ圏電離層モデル (SPIM)、国際基準電離圏 (IRI)、全球電離圏地図 (GIM) など、いくつかの代表的なグローバル数値モデルが利用可能になりました。
現在の調査では、2009 年から 2017 年の間に利用可能な 143 の常設 GNSS ステーション ネットワークからのトルコの TEC の変動を調べます。対応する垂直 TEC (VTEC) は、クリギング、ARMA、IRI-2012、IRI-2016、SPIM、GIM、および NeQuick によって予測されました。 -2 つのモデルがテストされ、全国での有効性が理解されます。 VTEC 変動の空間的、日周的、季節的活動は、9 年間の長期 VTEC データを使用して、通常の最小二乗推定量（OLSE）の助けを借りてモデル化されます。
緯度での空間的にモデル化された結果は、国全体の VTEC の逆の関係（緯度の増加に伴って VTEC が減少する）を指摘していますが、経度では 3 月分点と 6 月至点のみ同じパターンに従います。この調査では、日中の VTEC 0.1 ～ 0.2 TECU/度の緯度勾配範囲が確認されています。観測されたデータとモデル化されたデータの VTEC 変動の日周挙動は、夜明けの間にゆっくりと増加し、~09.00 UT から ~12.00 UT の間にピーク点に達することを示しています。
その後、VTEC は徐々に減少し始め、21.00 UT で最小値に達します。 VTEC変動の月次結果は、9月に最低値を示し、3月に最大値を示しています。 VTEC 変動の月間相対偏差範囲は、負の変動と正の変動の間の最大差 5 を確認するすべての観測所で -1 から 4 単位まで記録されています。測定された総平均 VTEC 強度は、2 月、4 月、6 月、9 月は降順で、3 月、5 月、8 月、11 月は昇順です。季節的な VTEC の変動は、3 月の分点に続く 9 月の分点の間に VTEC の増加を示し、12 月の至点は 6 月の至点と比較して VTEC 値が高くなります。 VTEC 変動の全体的なパターンは、太陽活動が高いため、年の半ばとは対照的に年末にすべてのステーションで強化されています。
GNSS-VTEC、Kriging、NeQuick、および提案された数学モデル間の比較分析は、一元配置分散分析テストを使用して評価されます。分析は、嵐の日のモデルと静かな日のモデルの帰無仮説が許容できることを示しており、すべてのモデルが統計的に有意に互いに同等であることを示唆しています。比較分析では、OLSE、ARMA、および IRI-2016 による予測誤差が、それぞれ 0.23 ～ 1.17 %、2.40 ～ 4.03 %、および 24.82 ～ 25.79 % の範囲で表示されます。
さらに、季節的な VTEC 変動は、OLSE および ARMA 予測結果モデルとよく一致しますが、IRI 予測は、各場所の VTEC 値を繰り返し過小評価します。したがって、OLSE および ARMA モデルによる予測結果は、トルコ地域での IRI モデルのさらなる改善を主張しています。強い地磁気嵐の期間中の解析 VTEC 変動 (2015 年 9 月 7 日から 11 日; SYM-H -120 nT) も、IRI-2012 モデルと比較して相対的により良い結果を予測する SPIM および GIM モデルを使用して調査されました。トルコ上の GNSS データの高度な分析は、低中緯度地域上の NeQuick および IRI モデルの将来の改良に向けて補完される可能性があります。
この研究の結果は、中緯度下のトルコ地域と世界中の類似の緯度における VTEC の変動をよりよく理解するのに役立つと信じています。
参考文献
- Ansari K and Corumluoglu O (2016) Ionospheric Observation over Turkey by Turkish Permanent GPS Network, International Conference on Agricultural, Civil and Environmental Engineering (ACEE-16), イスタンブール、トルコ:32-36; doi:10.17758/URUAE. AE0416224
- Ansari K、Panda SK、Althwaynee OF、および Corumluoglu O (2017) トルコの Permanent GNSS Network (TPGN) からの Ionospheric TEC と、ARMA および IRI モデルとの比較、天体物理学および宇宙科学 、362:178、doi.org/10.1007/s10509-017-3159-z
- Ansari K、Corumluoglu O、Panda SK (2017) Analysis of Ionospheric TEC from GNSS observables over the Turkish region and predictability of IRI and SPIM models, Astrophysics and Space Science 332:625,1-24,; doi.org/10.1007/s10509-017-3043-x
- Ansari K、Panda SK、Corumluoglu O (2018) 2009 ～ 2017 年のトルコのパーマネント GNSS ネットワーク (TPGN) 観測量からの電離圏 TEC の数学的モデリングと、NeQuick モデルと Kriging モデルの予測可能性、天体物理学と宇宙科学 (印刷中)
これらの調査結果は、Turkish Permanent GNSS Network (TPGN) の Ionospheric TEC というタイトルの記事と、Astrophysics and Space Science 誌に掲載された ARMA および IRI モデルとの比較で説明されています。この作業は、Izmir Katip Celebi University の Kutubuddin Ansari が主導しました。
