Naslov (srp)

Određivanje lokalnih modela jonosfere za potrebe preciznog pozicioniranja globalnim navigacionim satelitskim sistemima : doktorska disertacija

Autor

Petković, Dušan S., 1994-

Doprinosi

Odalović, Oleg, 1967-
Nina, Aleksandra, 1977-
Blagojević, Dragan, 1959-
Todorović Drakul, Miljana, 1980-
Kolarski, Aleksandra, 1978-

Opis (srp)

Doktorska disertacija je posvećena određivanju lokalnih modela jonosfere za potrebe preciznogpozicioniranja globalnim navigacionim satelitskim sistemima. Takođe, disertacija je posvećena iadekvatnom kombinovanju kreiranih lokalnih modela u regionalne modele za područje teritorijeRepublike Srbije.Numerička istraživanja su sprovedena na osnovu velikog broja podataka opažanja GNSSprijemnika raspoređenih tako da ravnomerno pokrivaju relevantnu teritoriju od interesa u okviruodabranog vremenskog opsega koji je obuhvatio period od 28 dana. Lokalni i regionalni modelijonosfere kreirani su na osnovu ocenjenih vrednosti totalnog sadržaja elektrona modeliranjemdeterminističe i stohastičke komponente.U okviru modeliranja determinističke komponente, nepoznati TEC parametri su razmatrani kaoharmonijske funkcije, pa je za ocenu nepoznatih parametara jonosfere korišćena globalnasferno-harmonijska reprezentacija prilagođena lokalnoj, odnosno regionalnoj primeni.Stohastička komponenta modelirana je na osnovu ocene stohastičkih parametara jonosfere.Prilikom kreiranja modela, razmatrani su i članovi viših redova jonosferske korekcije, odnosnočlanovi drugog i trećeg reda, kao i član koji se odnosi na efekte savijanja signala.Validacija dobijenih rezultata izvršena je na osnovu javno dostupnih podataka u vidu globalnihjonosferskih mapa. Na osnovu rezultata validacije može se zaključiti da je saglasnost dobijenihrezultata do nivoa 5 TECU jedinica za teritoriju Republike Srbije.Na osnovu kreiranih lokalnih i regionalnih modela jonosfere izvršena je analiza modeliranogIVstohastičkog dela kreiranih modela u cilju predloga metodologije detekcije naglih promena naSuncu. Analizirano je ukupno 9 specifičnih događaja nastalih kao posledica aktivnosti Sunca uokviru izabranog vremenskog opsega - četiri geomagnetne oluje klasifikovanog intenziteta većegod G0, kao i pet Sunčevih X flerova klasifikovanih u okviru raspona klasa od C5 do M5.Finalno, u okviru istraživanja su analizirane i promene u okviru D sloja jonosfere usledperiodičnih sezonskih promena i promena tokom Sunčevog ciklusa kako bi se analizirao njihovuticaj na vrednosti totalnog sadržaja elektrona. Takođe, analiziran je i relevantan uticaj uperiodima maksimalnih perturbacija izazvanih Sunčevim X flerovima.Osnovni rezultati koji proizilaze iz opisanih istraživanja su:• Na osnovu podataka prikupljenih primenom GNSS tehnologije moguće je kreirati lokalnemodele jonosfere koji reprezentuju stanje jonosfere na nivou lokalnog područija od interesa;• Na osnovu kreiranih lokalnih modela je moguće adekvatnim kombinovanjem kreiratiregionalne modele visoke rezolucije i tačnosti koji u određenoj meri bolje oslikavajustanje jonosfere od javno dostupnih globalnih modela;• Regionalni modeli kreirani na prikazani način sadrže informacije o determinističkoj istohastičkoj komponenti i kao takvi bolje oslikavaju stanje jonosfere za definisani periodna koji se odnose;• Na osnovu kreiranih modela jonosfere moguće je dodatno poboljšati tačnost dobijenihkoordinata tačaka dodatno oslobođenih uticaja naglih promena na Suncu;• Na osnovu podataka kreiranih lokalnih modela nije moguće detektovati nagle promene naSuncu u vidu Sunčevih X flerova;• Na osnovu stohastičkih podataka kreiranih lokalnih modela moguće je prikazatiprostorno-vremenski varijabilitet jonosfere iznad relevantnog područija, ali nije moguće sasigurnošću utvrditi poreklo uticaja uočenih varijacija imajući u vidu kompleksnost i velikistepen zavisnosti pojava aktivnosti na Suncu i onih u okviru geomagentnog polja;• Prilikom modelovanja ukupnog TEC-a, u periodu mirnih uslova moguće je zanemariti uticajelektronske koncentracije D sloja. Međutim, pri mirnim uslovima oko letnjeg solsticija uVperiodu oko maksimuma Sunčevog ciklusa, uticaj D sloja ne mora biti zanemarljiv. U periodumaksimalnih perturbacija elektronske koncentracije u D sloju usled uticaja Sunčevih Xflerova klase C5 i jačih, neophodno je uvrstiti uticaj ovog sloja prilikom modelovanja ukupnogTEC-a.

Opis (srp)

Geodezija - Teorijska i fizička geodezija / Geodesy -Theoretical and Physical Geodesy Datum odbrane: 03.07.2024.

Opis (eng)

The doctoral dissertation is dedicated to the determination of local ionospheric models forprecise positioning by global navigation satellite systems. Also, the dissertation is dedicated toadequately combining the created local models into regional models for the territory of theRepublic of Serbia.Numerical investigations were carried out using a large number of GNSS receiver observationdata distributed evenly to cover the relevant territory of interest within a selected time rangeof 28 days. Based on the estimated values of the total electron content, local and regionalionospheric models were created by modeling the deterministic and stochastic components.Within the modeling of the deterministic component, the TEC were treated as harmonicfunction, and in order to estimate unknown ionospheric parameters, the globalspherical-harmonic representation was used and adapted to local and regional applications.The stochastic component was modeled based on the estimation of stochastic ionosphericparameters. During the modeling, higher-order terms of the ionospheric correction, that is,second- and third-order terms and terms related to the signal bending effect, were alsoconsidered.The validation of the obtained results was performed based on publicly available data in theform of global ionospheric maps. Based on the validation results, it can be concluded that thecompliance of the obtained results is up to the level of 5 TECU units for the territory of theRepublic of Serbia.Based on the created local and regional ionospheric models, an analysis of the modeled stochasticpart of the created models was performed to propose a methodology for detecting sudden changesVIIin the Sun. A total of 9 specific events resulting from the activity of the Sun within the selectedtime range were analyzed - four geomagnetic storms with a classified intensity greater than G0,as well as five Solar X flares classified within the range of classes from C5 to M5.Finally, as part of the research, changes in the ionospheric D region caused by periodic seasonaland solar cycle changes were also analyzed in order to examine their influence on the valuesof the total electron content. Also, the relevant influence in periods of maximum perturbationscaused by the Sun’s X flares was analyzed.The following are the main results of the described research:• Based on the GNSS data, it is possible to create local ionospheric models that representthe state of the ionosphere at the level of the local area of interest;• Based on the created local models, it is possible to create regional models of high resolutionand accuracy, which, to a certain extent, better reflect the state of the ionosphere thanpublicly available global models;• Regional models created in the shown manner contain information about the deterministicand stochastic components and, as such, better reflect the state of the ionosphere for therelated period;• Based on the created ionospheric models, it is possible to additionally improve the accuracyof the estimated coordinates of points additionally freed from the influence of suddenchanges in the Sun;• Based on the created local models data, it is not possible to detect sudden changes in theSun in the form of Solar X flares;• Based on the stochastic component of created local models, it is possible to show thespatio-temporal variability of the ionosphere above the relevant area, but it is not possibleto determine with certainty the origin of the influence of the observed variations, bearingin mind the complexity and high degree of dependence of the occurrences of activity onthe Sun and those within the geomagnetic field;• When modeling the TEC in a period of quiet conditions, it is possible to ignore theVIIIinfluence of the D region electron density. However, under quiet conditions around thesummer solstice in the period around the maximum of the solar cycle, the influence of theD region may not be negligible. In the period of maximum perturbations of the electrondensity in the D region due to the influence of the Sun’s X flares of class C5 and stronger,it is necessary to include the D region influence when modeling the TEC.

Jezik

srpski

Datum

2024

Licenca

Ovo delo je licencirano pod uslovima licence
Creative Commons CC BY-NC-ND 3.0 AT - Creative Commons Autorstvo - Nekomercijalno - Bez prerada 3.0 Austria License.

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/at/legalcode

Predmet

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Matematička geodezija. Fizička geodezija. Astronomska geodezija

GNSS, Ionosphere, Local Ionospheric Models, Regional Ionospheric Models, TEC

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Matematička geodezija. Fizička geodezija. Astronomska geodezija

GNSS, jonosfera, lokalni modeli jonosfere, globalni modeli jonosfere, TEC