İyonosfer TEİ Hesabında Uydu Alıcı Bağıl Geometrisine Uygun Yeni Bir Ağırlık Fonksiyonu Wgeo

Benzer belgeler
İyonosfer TEİ Hesabında Yeni Bir Ağırlık Fonksiyonu Yaklaşımı

GPS-TEC YÖNTEMİNDE KALİTE ÖLÇÜTÜ QUALITY CRITERIA FOR GPS/TEC METHOD

İYONOSFERDEKİ TOPLAM ELEKTRON YOĞUNLUĞU HESABINDA KALİTE İRDELEMESİ

İSTENEN DÖNEM İÇİN DÜZENLİ İYONOSFERİK TOPLAM ELEKTRON İÇERİK TAHMİNİ-DTEİ

HARİTA DAİRESİ BAŞKANLIĞI. İSTANBUL TKBM HİZMET İÇİ EĞİTİM Temel Jeodezi ve GNSS

İYONOSFERİK DEĞİŞİM VE DEPREM İLİŞKİSİ ÜZERİNE BİR DENEME: VAN DEPREMİ ÖRNEĞİ

EKVATORAL KOORDİNAT SİSTEMİ_devam. Serap Ak

TOPOĞRAFYA Temel Ödevler / Poligonasyon

OLASILIK ve KURAMSAL DAĞILIMLAR

Dr. Fatih AY. Tel:

ARAZİ ÖLÇMELERİ. Koordinat sistemleri. Kartezyen koordinat sistemi

DEPREM KAYNAKLI TOPLAM ELEKTRON İÇERİĞİ DEĞİŞİMLERİNİN ARAŞTIRILMASI: EGE DENİZİ DEPREMİ ( Mw:6.5)

COĞRAFİ KONUM ÖZEL KONUM TÜRKİYE'NİN ÖZEL KONUMU VE SONUÇLARI

Manyetik Fırtınalı ve Fırtınasız Günlerde IRI-PLAS ve IRI-2012 Modellerinin TEC Kestirim Performanslarının İncelenmesi

GÜNEŞ ENERJİSİ II. BÖLÜM

TUSAGA-AKTİF CORS İSTASYONLARININ YER DEĞİŞİKLİĞİNİN AĞ BAZLI RTK ÖLÇÜMLERİNE ETKİSİ. Sermet Öğütcü, İbrahim Kalaycı Necmettin Erbakan Üniversitesi

Sistemin işletilmesi TKGM ye aittir. İlk olarak sistem Haziran 2011 e kadar ücretsiz olaraksunuldu Şimdi, BHİKPK tarafından belirlenen ücrete tabidir

GÜNEY YARIM KÜRESİ İÇİN ŞEKİL

olmak üzere 4 ayrı kütükte toplanan günlük GPS ölçüleri, baz vektörlerinin hesabı için bilgisayara aktarılmıştır (Ersoy.97).

EKVATORAL KOORDİNAT SİSTEMİ

JEOİD ve JEOİD BELİRLEME

CEV 361 CBS ve UA. Koordinat ve Projeksiyon Sistemleri. Öğr. Gör. Özgür ZEYDAN Yerin Şekli

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi RTK GPS SİSTEMİNİN POLİGON ÖLÇMELERİNDE KULLANIMI

Harita Projeksiyonları ve Koordinat Sistemleri. Doç. Dr. Senem KOZAMAN

BÖLÜM 3: MATEMATİKSEL KARTOGRAFYA - TANIMLAR

Hatalar Bilgisi ve İstatistik Ders Kodu: Kredi: 3 / ECTS: 5

13. Olasılık Dağılımlar

BÖLÜM 1: MADDESEL NOKTANIN KİNEMATİĞİ

ARAZİ ÖLÇMELERİ. Koordinat sistemleri. Kartezyen koordinat sistemi

1. GİRİŞ 2. GNSS SİSTEMLERİ

İNM Ders 2.2 YER HAREKETİ PARAMETRELERİNİN HESAPLANMASI. Yrd. Doç. Dr. Pelin ÖZENER İnşaat Mühendisliği Bölümü Geoteknik Anabilim Dalı

Bağıl Konum Belirleme. GPS ile Konum Belirleme

Kentsel Hava Kirliliği Riski için Enverziyon Tahmini

KONUM BELİRLEME YÖNTEMLERİ

Uygulamada Gauss-Kruger Projeksiyonu

GNSS GÖZLEM SÜRELERİNİN BAZ ÇÖZÜMLERİ VE KONUM DOĞRULUĞUNA OLAN ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI: AKSARAY KAMPÜS GNSS AĞI ÖRNEĞİ

8.333 İstatistiksel Mekanik I: Parçacıkların İstatistiksel Mekaniği

TÜRKİYE CUMHURİYETİ DEVLETİNİN temellerinin atıldığı Çanakkale zaferinin 100. yılı kutlu olsun.

RADYOSONDA VE GNSS İLE ELDE EDİLEN YOĞUŞABİLİR SU BUHARI MİKTARLARININ KARŞILAŞTIRILMASI

CEV 361 CBS ve UA. Koordinat ve Projeksiyon Sistemleri. Yrd. Doç. Dr. Özgür ZEYDAN Yerin Şekli

Harita Projeksiyonları

Jeodezi

elektromagnetik uzunluk ölçerlerin Iaboratu ar koşullarında kaiibrasyonu

Datum. Doç. Dr. Saffet ERDOĞAN 1

İZMİR VE ÇEVRESİNİN ÜST-KABUK HIZ YAPISININ BELİRLENMESİ. Araştırma Görevlisi, Jeofizik Müh. Bölümü, Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir 2

GNSS Teknikleri ve Uygulamaları

DÜNYA NIN ŞEKLİ VE HAREKETLERİ

BUSAGA BUSKİ Sabit GNSS Ağı

COMPARING THE PERFORMANCE OF KINEMATIC PPP AND POST PROCESS KINEMATICS METHODS IN RURAL AND URBAN AREAS

JEODEZİK AĞLARIN OPTİMİZASYONU

SÜREKLĠ OLASILIK DAĞILIMLARI

GPS ÖLÇÜMLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİNDE FARKLI FAZ KOMBİNASYONLARININ KULLANILMASI

Haritacılık Bilim Tarihi

TUJK 2017 BİLİMSEL TOPLANTISI SABİT GNSS İSTASYONLARI UYGULAMALRI CORS İLE ORMANLIK ARAZİLERDE YAPILAN GNSS ÖLÇMELERİNDE RTK KULLANIMI

GDM 417 ASTRONOMİ. Gökyüzünde Hareketler

GPS Sinyalleri İle İyonosferdeki Elektron Yoğunluk Profillerinin Belirlenmesi

Test. Yerküre nin Şekli ve Hareketleri BÖLÜM 4

Astronomik Zaman Sistemleri

Gözlemlerin Referans Elipsoid Yüzüne İndirgenmesi

İYONOSFER DİNAMİĞİNİN ANALİZİ VE MODEL TANIMA ÇALIŞMALARI ANALYSIS AND MODEL IDENTIFICATION OF IONOSPHERE DYNAMICS

JEODEZİK ÖLÇMELER DERSİ. Yrd. Doç. Dr. Hakan AKÇIN Yrd. Doç. Dr. Hüseyin KEMALDERE

ALTERNATİF AKIMIN TEMEL ESASLARI

TEMEL HARİTACILIK BİLGİLERİ. Erkan GÜLER Haziran 2018

Elipsoid Yüzünde Jeodezik Dik Koordinatlar (Soldner Koordinatları) ve Temel Ödev Hesapları

İstatistik ve Olasılık

TUSAGA-AKTİF GPS AĞ VERİLERİ İLE BÖLGESEL İYONOSFERİK MODELİN OLUŞTURULMASI

DOĞU AKDENİZ ATMOSFERİNDE SÜLFAT SEVİYELERİNİ ETKİLEYEN KAYNAK BÖLGELERİNİN BELİRLENMESİ

PARALEL VE MERİDYENLER

UZAY İKLİM KOŞULLARININ İYONOSFERİK TOPLAM ELEKTRON İÇERİĞİ (TEC) DEĞİŞİMLERİNE ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

İleri Diferansiyel Denklemler

JEODEZİK VERİLERDEN STRAIN (GERİNİM) ELEMANLARININ BELİRLENMESİ ÜZERİNE BİR İNCELEME

ANALOG FİLTRELEME DENEYİ

YEREL SAAT ve GÖLGE BOYU GRAFİĞİ.

SÜREKLİ RASSAL DEĞİŞKENLER

Tanımlar, Geometrik ve Matemetiksel Temeller. Yrd. Doç. Dr. Saygın ABDİKAN Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ. JDF329 Fotogrametri I Ders Notu

Havacılık Meteorolojisi Ders Notları. 3. Atmosferin tabakaları

GPS Nedir? Nasıl Çalışır?

DOĞAL SİSTEMLER DÜNYA'NIN ŞEKLİ ve HAREKETLERİ

Dünya nın şekli. Küre?

Uluslararası Yavuz Tüneli

Prof. Dr. Ceyhun GÖL. Çankırı Karatekin Üniversitesi Orman Fakültesi Havza Yönetimi Anabilim Dalı

İSTANBUL BOĞAZI SU SEVİYESİ DEĞİŞİMLERİNİN MODELLENMESİ. Berna AYAT. İstanbul, Türkiye

SÜREKLİ OLASILIK DAĞILIŞLARI

kpss ğrencinin D ers D efteri genel yetenek genel kültür COĞRAFYA Kolay oku Hızlı düşün Kalıcı öğren PEGEM AKADEMİ

Dünya nın Şekli ve Hareketleri

DERS 3 ÖLÇÜ HATALARI Kaynak: İ.ASRİ

Temel Haritacılık Bilgisi. Taha Sözgen İzmir, 2015

LÜLEBURGAZDAKİ BİNA DIŞ DUVARLARI İÇİN OPTİMUM YALITIM KALINLIĞININ BELİRLENMESİ VE MALİYET ANALİZİ

Aşağı Link MC-CDMA Sistemlerinde Kullanılan PIC Alıcının EM-MAP Tabanlı Olarak İlklendirilmesi

Düzenlilik = ((Vçıkış(yük yokken) - Vçıkış(yük varken)) / Vçıkış(yük varken)

YANLILIK. Yanlılık örneklem istatistiği değerlerinin evren parametre değerinden herhangi bir sistematik sapması olarak tanımlanır.

ÇED ve Planlama Genel Müdürlüğü Veri Tabanı (ÇED Veri Tabanı)

İnşaat Mühendisliğine Giriş İNŞ-101. Yrd.Doç.Dr. Özgür Lütfi Ertuğrul

ÖLÇME UYGULAMASI YÖNERGESİ YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ HARİTA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ÖLÇME TEKNİĞİ ANABİLİM DALI. Ders Koordinatörü: Prof.Dr.

BÖLÜM 6 MERKEZDEN DAĞILMA ÖLÇÜLERİ

JFM 301 SİSMOLOJİ. 1. Oluş Zamanı 2. Episantr Koordinatları 3. Odak Derinliği 4. Magnitüd

COMU SABİT GNSS İSTASYONUNUN BÖLGEDEKİ JEODEZİK ÇALIŞMALARA KATKILARI

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

TUSAGA-Aktif in GNSS Meteorolojisi Ağı Olarak Kullanılması

BAZI İLLER İÇİN GÜNEŞ IŞINIM ŞİDDETİ, GÜNEŞLENME SÜRESİ VE BERRAKLIK İNDEKSİNİN YENİ ÖLÇÜMLER IŞIĞINDA ANALİZİ

Transkript:

TMMOB Harita ve Kadastro Mühendisleri Odası, 15. Türkiye Harita Bilimsel ve Teknik Kurultayı, 25 28 Mart 2015, Ankara. İyonosfer TEİ Hesabında Uydu Alıcı Bağıl Geometrisine Uygun Yeni Bir Ağırlık Fonksiyonu Wgeo Şentürk E. 1*, Çepni M.S. 1 1 Kocaeli Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Harita Mühendisliği Bölümü, 41380, Kocaeli. Özet İyonosferik aktivitenin belirlenmesinde Küresel Uydu Seyrüsefer Sistemi (GNSS) ölçüleri yaygın bir kullanıma sahiptir. GNSS ölçümlerinden beklenen hassasiyet ise başta iyonosfer olmak üzere büyük ölçüde atmosferik koşullara bağımlıdır. İyonosferden kaynaklanan sinyal gecikmeleri GNSS ölçülerini etkileyen başlıca parametre olmakla birlikte, sinyalin iyonosferde aldığı eğik yol boyunca hesaplanan Eğik Toplam Elektron İçeriği (STEC Slant Total Electron Content) değerlerinin büyüklüğü ile ilgilidir. STEC değerleri iyonosferdeki toplam elektron yoğunluğunun belirlenebilmesi amacıyla dikey yöndeki elektron aktivitesini tanımlayan Düşey Toplam Elektron İçeriği (VTEC Vertical Total Electron Content) değerlerine dönüştürülür. Herhangi epokta bir GNSS alıcısı için tanımlanmak istenen Toplam Elektron İçeriği (TEİ), alıcının ilgili epokta sinyal alabildiği tüm uydulardan hesaplanan VTEC değerlerinin belirli bir ağırlıklandırma algoritması yardımıyla ağırlıklı ortalaması alınarak hesaplanır. Ağırlıklı ortalama için literatürde farklı ağırlıklandırma algoritmaları kullanılmaktadır. Kullanılan bu ağırlıklandırma algoritmaları uydu yükselme açısının bir fonksiyonu şeklindedir. Uydunun konumuna bağlı olarak uydu yükselme açısının alıcının zenitine yakın olması durumunda, ilgili uydunun ağırlığı zenitten uzak olanlara göre daha büyük seçilir. Böylece alıcının zenitindeki iyonosferik aktiviteyi en iyi tanımlayacak uyduya ait VTEC, alıcının TEİ değerinin belirlenmesinde daha etkin olmaktadır. Bu çalışmada VTEC hesabında seçilecek ağırlıklandırma fonksiyonu için uydu azimut açısının etkisi araştırılmış ve bu kapsamda içerisinde uydu azimut açısının etkisini içeren yeni bir ağırlıklandırma fonksiyonu önerilmiştir. Anahtar Sözcükler İyonosfer, Atmosfer, GPS/GNSS, Ağırlık Fonksiyonu, Toplam Elektron İçeriği. 1. Giriş İyonosfer, yerküreden yaklaşık olarak 60 km 1100 km yüksekte, güneş ışınları ile iyonize olmuş gazlardan oluşan atmosfer tabakasıdır. İyonosferin bozucu etkisi temel olarak iyonosferdeki elektron yoğunluğuna bağlıdır. Uydu sistemleri için düzeltilmesi gereken temel hata kaynaklarından biri olarak, iyonosferin yapısını ve buna bağlı olarak etkisini doğru bir şekilde tespit etmek gerekir. Günümüzde iyonosferik aktivitenin Küresel Uydu Seyrüsefer Sistemi (GNSS) ölçüleri yardımıyla belirlenmesi tercih edilen bir yöntemdir. İyonosferik etkinin büyüklüğü sinyalin iyonosferde aldığı eğik yol boyunca hesaplanan STEC (Slant Total Electron Content) değerlerinin büyüklüğü ile ilgilidir. STEC değerleri iyonosferdeki toplam elektron yoğunluğunun belirlenebilmesi amacıyla dikey yöndeki elektron aktivitesini tanımlayan VTEC (Vertical Total Electron Content) değerlerine dönüştürülür. Herhangi epokta bir GNSS alıcısı için tanımlanmak istenen TEİ (Toplam Elektron İçeriği), alıcının ilgili epokta sinyal alabildiği tüm uydulardan hesaplanan VTEC değerlerinin belirli bir ağırlıklandırma algoritması yardımıyla ağırlıklı ortalaması alınarak hesaplanır. İyonosfer çalışmalarında kullanılan tüm ağırlıklandırma fonksiyonları uydu yükselme açısının bir fonksiyonudur (Çepni ve diğ., 2013, Arıkan ve diğ., 2004, Nayir, 2007, Ma ve diğ., 2003). Uydunun konumuna bağlı olarak uydu yükselme açısının alıcının zenitine yakın olması durumunda, ilgili uydunun ağırlığı zenitten uzak olanlara göre daha büyük seçilir. Böylece alıcının zenitindeki iyonosferik aktiviteyi en iyi tanımlayacak uyduya ait VTEC, alıcının TEİ değerinin belirlenmesinde daha etkin olmaktadır. Bu çalışmada, uydu ile alıcı arasındaki geometriyi tam olarak temsil edebilecek bir ağırlıklandırma fonksiyonu aranmıştır. Ağırlıklandırma aşamasında uydu azimut açısının etkisini göz ardı etmek pek doğru değildir. Çünkü TEİ değeri solar aktiviteye bağlı olarak değişir ve gün ışığının dünya üzerinde ilerleyişine benzer şekilde yerel maksimum TEİ değerleri de doğudan batıya doğru kayan bir akış gösterir (Şentürk, 2014). Yeryüzündeki bir istasyon noktasının doğu ya da batısı farklı bir yerel saat yani farklı bir güneş aktivitesi altında olduğundan günlük değişim eğrisinin farklı bir bölümünde olmaktadır. Aradaki fark bu yönüyle zamanın diğer bir deyişle boylam farkının bir fonksiyonudur. Çalışmada, tüm bu teorik düşünceler altında uydu azimut açısının etkisini içinde barındıran bir ağırlıklandırma fonksiyonu üzerinde durulmuştur. Uydu azimut açısı etkisinin uydu yükselme açısına bağlı olarak belirli bir aralıkta değiştiği bir fonksiyon tanımlanmıştır. 2. Yeni Bir Ağırlık Fonksiyonu Wgeo İyonosferik gecikmenin elde edilmesine yarayan ve iyonosferin yapısına ait önemli bilgiler içeren TEİ parametresinin hesabında geometriden bağımsız doğrusal birleşimler (L 4 ) kullanılır. İyonosfer tabakası geniş bir aralığı kapsadığından, bu aralığın tanımı için maksimum yoğunluğa sahip serbest elektronların sonsuz incelikte bir alan içinde olduğu kabul edildiği tek tabaka (single layer) modelinden yararlanılmaktadır (Hugentobler ve diğ., 2001). * Sorumlu Yazar: Tel: 0(262) 303 32 46 E posta: erman.senturk@kocaeli.edu.tr (Erman Şentürk)

İyonosfer TEİ hesabında Uydu Alıcı bağıl geometrisine uygun yeni bir ağırlık fonksiyonu Wgeo Sinyalin iyonosferi kestiği noktanın yeryüzündeki izdüşümü iyonosfer alt noktası (İAN) olarak isimlendirilir (Şekil 1) (Çepni ve diğ., 2013). İAN, sinyal alınan uyduya ait uydu yükselme açısının alıcının zenitinden uzaklaşması durumunda daha uzak bir noktayı temsil etmektedir (Tablo 1). Böyle bir durumda sinyalin iyonosfer de aldığı yol boyunca maruz kaldığı bozucu etki, alıcının zenitindeki iyonosferik etkiyi tam olarak ifade edemez. Özellikle iyonosferik aktivitenin yoğun olduğu bölgelerde bu durum giderek karmaşık bir hal almaktadır. İyonosfer Alıcı (P) İyonosfer Alt Noktası (P ) Şekil 1: Tek Tabaka Modeli (Çepni ve diğ.) İAN ile alıcı arasında uydu yükselme açısına bağlı oluşan mesafe, şeklindedir. Eşitlik (1) de uydu yükselme açısını, n ölçüm anını, i uydu sayısını, R E dünyanın yarıçapını ifade etmektedir. R E, dünyanın ekvatoral yarıçapı olup 6.378,137 m dir. h m, iyonosfer yüksekliğini ifade etmekte ve yaklaşık 450 km olarak kabul edilmektedir. P, alıcının konumu ve, hesaplanan VTEC değerinin yeryüzündeki izdüşümü yani uydu iyonosfer alt noktasıdır. Tablo 1 de Eşitlik (1) den hesaplanan, uydu yükselme açısına göre İAN ile alıcı arasındaki mesafe değişimi gösterilmektedir. Tablo 1: Uydu Yükselme Açısına Göre Alıcı ile İyonosfer Alt Noktası Arasındaki Mesafeler (1) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 2569 1238 779 536 377 259 163 79 0 TEİ hesabında farklı uydulardan elde edilen VTEC değerlerinin ağırlıklı ortalamaları alınırken ağırlıkların uydu yükselme açılarından elde edilmesinin nedeni yukarıdaki tablo incelendiğinde daha iyi anlaşılmaktadır. Uydu yükselme açısı zenit ile ufuk hattı arasında değişirken İAN ile alıcı arasındaki mesafe değişmektedir. Tablo 1 de görüldüğü gibi bu mesafe düşük yükselme açılı durumlarda 1000 km nin üzerine çıkabilmekte, en sık rastlanılan değerler olarak 200 km 800 km arasında uzaklıklar görülmektedir. Alıcı ile İAN arasındaki mesafenin yönü ise uydu azimut açısının fonksiyonudur. Uydu ile alıcı arasındaki bağıl geometride, uydu yükselme açısı İAN ile alıcı arasındaki mesafeyi, uydu azimut açısı ise İAN ile alıcı arasındaki boylam farkını temsil etmektedir. İAN ile alıcı arasında ne kadar fazla boylam farkı bulunuyorsa o kadar farklı yerel zamanlar söz konusudur. İAN ile alıcı arasındaki boylam farkının bileşenleri uydu yükselme açısı ve uydu azimut açısıdır. İki açı değeri kullanılarak boylam farkı elde edildiğinde, bu farkın en az olduğu durum günlük zaman parametresi açısından daha uygun durumu ifade eder.

TMMOB Harita ve Kadastro Mühendisleri Odası, 15. Türkiye Harita Bilimsel ve Teknik Kurultayı, 25 28 Mart 2015, Ankara. Alıcının belirli bir epoğunda sinyal aldığı uydular için çalışmada tanımlanan ağırlık fonksiyonu, uydu yükselme açısı ve uydu azimut değerine bağlı boylam farkının bir fonksiyonu, ile tanımlanır. Burada i uydu numarasını, n ölçüm anını göstermektedir., uydu ile alıcı arasındaki yükselme açısıdır ve İAN ile alıcı konumu arası uzaklığın değişkenidir., uydu ile alıcı arasındaki boylam farkı olarak uydu yükselme ve uydu azimut açılarının bir fonksiyonudur. Uydu azimut açısından kaynaklanan boylam farkı, uydu azimut açısı ve Eşitlik (1) de tanımlanan mesafesinin bir fonksiyonu, biçimindedir. boylam farkının hesaplanabilmesi için olarak belirtilen mesafe, küresel yeryüzündeki dx ve dy birleşenlerine ayrılır (Şekil 2). Küresel yeryüzünde tanımlanan mesafesinin, yay uzunluğunun meridyen üzerindeki ve yay uzunluğunun paralel dairesi üzerindeki birleşeni olarak tanımlanır. (2) (3) Şekil 2: Küresel yeryüzünde tanımlanan yay uzunluğu ve bileşenleri Eşitlik (1) de tanımlanan yay uzunluğunun, ve bileşenleri, (4) olarak tanımlanır. Alıcının konumu ile uydu iyonosfer alt noktasının konumu arasındaki boylam farkı olarak tanımlanan fonksiyondur. Uydu azimut açısının W Geo üzerindeki etkisi mesafesinden kaynaklanan boylam farkı nedeniyle oluşan zaman farkıdır (Şekil 4). Ekvator düzlemi üzerinde iki meridyen arasındaki konumsal farkın 111 km olduğu bilinmektedir. Bu değerler ekvatordan kutuplara gidildikçe azalma gösterir. Bu nedenle bu mesafenin her enlem dairesi için hesaplanması gerekir. Tüm bu durumlar dikkate alınarak boylam farkı, (5) (6) olarak tanımlanır. Eşitlik (6) da yay uzunluğunun enlem üzerindeki birleşeni, ortalama enlemi, R E dünyanın yarıçapını ifade etmektedir. Ortalama enlem, alıcı enlemi ile yay uzunluğunun meridyen üzerindeki birleşeni in derece cinsinden değeri göre hesabında, enlem farkının alıcı enlemine eklenerek aritmetik ortalamasının alınması ile bulunur. Buna

İyonosfer TEİ hesabında Uydu Alıcı bağıl geometrisine uygun yeni bir ağırlık fonksiyonu Wgeo (7) formülleri kullanılır. W Geo ağırlık fonksiyonunu oluşturan parametreler tanımlandıktan sonra fonksiyon Eşitlik (9) daki halini almaktadır. Eşitlik (9) da verilen W Geo büyüklüğü, alıcının herhangi epokta sağlıklı veri aldığı tüm uydular için söz konusudur. Her uydu, alıcı ile bağıl konumuna göre TEİ kestirimine esas olmak üzere W Geo büyüklüğü ile ağırlıklandırılır. 0 1 arasında değişen değerler alan bu ölçüt 1 e yaklaştığında istenen ya da ideal durumu, tersi durumda ise alıcının konumundaki iyonosferik koşulları yeterince temsil etmeyen bir uydu konumunu ifade eder. Uygulamada kullanılan ağırlık fonksiyonlarından beklenen alıcının zenitine yakın olan uydu yükselme açısına sahip uydulardan hesaplanan VTEC değerinin ağırlığını yüksek tam tersi durumda ise düşük değere yakınsamasıdır. Bu yakınsama değerleri genelde 0 ile 1 arasında normlandırılmaktadır. (Arıkan ve diğ., 2003, Nayir, 2007) çalışmalarında Eşitlik (10) ile verilen ağırlık fonksiyonu kullanılmıştır. Bu eşitliğe göre yükseklik açısı 60 0 üstünde olan uydulardan alınan ölçümler aynen kullanılır, yükseklik açısı 10 0 ile 60 0 arasında olan uydulardan alınan ölçümler bir Gauss fonksiyonu ile ağırlıklandırılır. 10 0 nin altındaki uyduların ağırlığı ise sıfır kabul edilerek bu uydulara ait ölçümler hesap dışı bırakılır. (Ma ve diğ., 2003) da düşük yükseklik açılı uydulardan alınan ölçümlerdeki çok yol etkisini azaltmak amacıyla biçiminde bir ağırlık fonksiyonu kullanılmaktadır. Genelde literatürde kullanılan bu fonksiyonun geliştirilmiş hali Eşitlik (11) de gösterilen fonksiyonudur (Çepni ve diğ., 2013). Eşitlik (9) ile gösterilen W Geo fonksiyonu çalışma kapsamında önerilen ağırlıklandırma fonksiyonudur. Önerilen ağırlık fonksiyonu ile birlikte karşılaştırabilme amaçlı üç ağırlık fonksiyonu da çalışmada incelenmektedir. 1.Ağırlık Fonksiyonu 1, = (10) 2.Ağırlık Fonksiyonu 0, 3.Ağırlık Fonksiyonu (Bkz. Eşitlik 9) (8) (9) (11) Şekil 3 de çalışma kapsamındaki ağırlık fonksiyonlarının uydu yükselme açısına göre değişimleri gösterilmiştir. Burada çalışmada önerilen 3. ağırlık fonksiyonunun diğer ağırlıklandırma fonksiyonları ile karşılaştırabilmesi amacıyla azimut değeri en iyi durum olan 0 0 180 0 (yeşil düz çizgi) ve en kötü durum olarak kabul edilen 90 0 270 0 (mor düz çizgi) olarak hesaplanmıştır. 3. ağırlık fonksiyonunun her iki durumu da incelendiğinde uydu azimut açısının etkisi daha rahat gözükmektedir. Tablo 2 de çalışmada önerilen ağırlık fonksiyonuna göre, belirli uydu yükselme açısı ve uydu azimut açısındaki değerler gösterilmektedir. 0 0 180 0 uydu azimut açıları en iyi, 90 0 270 0 uydu azimut açıları ise en kötü durumu göstermektedir. Uydu azimut açısına ait iki durum arasındaki farkın uydu yükselme açısının etkisini aşmaması ve uydu azimut açısı etkisinin düşük yükselme açılı durumlarda daha fazla etki etmesi arzu edilmektedir. Tablo 2 incelendiğinde önerilen fonksiyonun bu geometrik ilişkiyi karşıladığı görülmektedir. Uydu yükselme açısının azalmasıyla aradaki oransal farkın büyüdüğü, yani düşük yükselme açısı değerlerinde uydu azimut açısının daha etkili olduğu görülmektedir.

TMMOB Harita ve Kadastro Mühendisleri Odası, 15. Türkiye Harita Bilimsel ve Teknik Kurultayı, 25 28 Mart 2015, Ankara. Şekil 3: Ağırlık Fonksiyonlarının Uydu Yükselme Açısına Göre Değişimleri Tablo 2: Uydu Yükselme Açısı ve Uydu Azimut Açısına Göre W Geo Değerleri ε α W Geo ε α W Geo ε α W Geo 0,004 0,249 0,822 10 0 0,000 40 0 0,171 70 0 0,770 0,034 0,433 0,953 20 0 0,006 50 0 0,350 80 0 0,927 0,113 0,636 1,000 30 0 0,054 60 0 0,563 90 0 1,000 Uydu yükselme ve azimut açısı arasındaki ilişki tabanı elips şeklinde olan bir huni gibi düşünülebilir (Şekil 4). Uydu yükselme açısı değeri alıcının zenitine yakınlaştıkça huninin tabanı daralmaya başlar. Böylece uç noktalar arasındaki mesafe giderek azalır. Şekil 4 incelendiğinde uydu azimut açısı etkisinin uydu yükselme açısına bağlı olmasının nedeni daha iyi anlaşılmaktadır. Şekil 4: Uydu Yükselme Açısı ve Uydu Azimut Açısı Durumu Huni Benzetimi

İyonosfer TEİ hesabında Uydu Alıcı bağıl geometrisine uygun yeni bir ağırlık fonksiyonu Wgeo 3. Sayısal Uygulama Türkiye Ulusal Sabit GPS Ağı Aktif (TUSAGA Aktif) istasyonlarından MALZ ve MURA istasyonlarının 30 sn zaman çözünürlüklü verileri çalışmada kullanılmıştır. Tablo 3 ve Tablo 4 de MALZ istasyonunda 23 Ekim 2011 günü en yüksek ve en düşük TEİ durumlarında, uydu geometrisi, VTEC değerleri ve ağırlık fonksiyonu ile erişilen ortalamalar gösterilmektedir. Tablolarda ilk 3 satır uydu geometrisini, 4. satır uydulardan hesaplanan VTEC değerlerini, 5. 6. ve 7. satırlar ise uydular için ağırlıklandırılmış VTEC değerlerini göstermektedir. Tablonun son sütununda bulunan değerler VTEC değerlerinin ağırlıklı ortalaması alınarak hesaplanan TEİ değerlerini temsil etmektedir. Tablo 3: En Küçük VTEC Ortalaması Epok: 01:58:30 27 35 59 9 13 21 12 50 83 109 280 312 163 44 192 320 48 108 882,8 648,7 275,4 2826,8 1923,1 1180,7 2168,5 375,5 55,8 VTEC 15,46 16,66 12,40 6,04 11,38 14,69 6,94 13,79 14,85 1.Ağırlık F. 0,49 1,18 5,25 0,00 0,07 0,23 0,03 3,48 14,85 14,18 2.Ağırlık F. 1,45 3,09 7,70 0,02 0,14 0,67 0,06 6,24 14,52 14,12 3.Ağırlık F. 0,40 1,41 6,58 0,00 0,00 0,38 0,00 4,85 14,15 14,08 Tablo 4. En Büyük VTEC Ortalaması Epok: 10:53:30 30 11 25 57 39 69 60 16 309 204 176 103 189 310 92 100 792,6 2272,7 980,5 289,9 548,7 169,1 263,8 1529,3 VTEC 42,81 66,31 54,14 46,35 50,80 50,77 44,17 51,31 1.Ağırlık F. 1,80 0,30 1,33 18,23 5,49 50,77 19,82 0,47 48,37 2.Ağırlık F. 5,16 0,49 3,94 27,54 12,96 41,65 28,36 1,16 47,83 3.Ağırlık F. 2,07 0,02 3,11 22,25 11,19 38,42 23,45 0,03 48,00 Üç ayrı ağırlık fonksiyonu ile TEİ hesabı 23 Ekim 2011 günü MALZ istasyonu verileri için Şekil 5 de gösterilmektedir. Şekil 5: MALZ Noktasında VTEC Değerlerinin Ağırlık Fonksiyonlarına Göre Değişimi

TMMOB Harita ve Kadastro Mühendisleri Odası, 15. Türkiye Harita Bilimsel ve Teknik Kurultayı, 25 28 Mart 2015, Ankara. Şekil 6 da MALZ noktası için 2011 yılında 17 günlük ve 2012 yılında 19 günlük periyotta ve MURA noktası için 2011 yılında 28 günlük ve 2012 yılında 19 günlük periyotta Eşitlik (9) ve (11) ağırlık fonksiyonları ile hesaplanan TEİ değerlerinin IGS değerleriyle olan farkları gösterilmektedir. Şekil 6 nın sağ sütunundaki grafikler ile doğrudan TEİ değerleri, sol sütunundaki grafikler ile de Eşitlik (9) ve (11) ağırlık fonksiyonlarından hesaplanan değerler ile IGS değerlerinin karekök ortalamaları izlenebilmektedir. Dört satır halindeki grafiklerden oluşan şekilde, 1. satır MALZ istasyonunun 2011 yılı, 2. satır MALZ istasyonunun 2012 yılı, 3. satır MURA istasyonunun 2011 yılı ve 4. satır MURA istasyonunun 2012 yılı verilerini göstermektedir.

İyonosfer TEİ hesabında Uydu Alıcı bağıl geometrisine uygun yeni bir ağırlık fonksiyonu Wgeo 4. Sonuçlar Şekil 6: Ağırlık Fonksiyonlarının IGS e Göre Karekök Ortalamaları Çalışmada İstasyon Bazlı TEİ hesabında VTEC değerlerinden ilgili alıcı için ortalama TEİ değerinin hesaplanmasında kullanılan ağırlık fonksiyonlarından bahsedilmiş ve yerel güneş saatlerine bağlı etkiyi ortaya koyabilmek adına uydu azimut açısını da içinde barındıran bir ağırlıklandırma fonksiyonu önerilmiştir. Temel olarak W Geo ağırlık fonksiyonundan zaman farkı etkisini göz önüne alması nedeniyle daha yerel bir iyonosfer modeli oluşturması beklenmektedir. Şekil 6 incelendiğinde W Geo ağırlık fonksiyonu çözümü ile IGS arasındaki farkın diğer ağırlık fonksiyonuna göre az bir miktar da olsa arttığı, yani küresel modelden değişim gösterdiği görülmektedir. Niceliksel olarak az da olsa, IGS küresel modelinden bu farklılaşmanın daha yerel bir TEİ kestirimi olarak yorumlanması mümkündür. Ağırlık fonksiyonu olarak uyduya ait bağıl geometri elemanlarının her ikisinin de kullanılması düşüncesi ile farklı matematiksel ifadeler geliştirmek mümkündür. Eşitlik (9) ile gösterilen matematiksel ifade çalışma kapsamında uygulamada kullanılmış olup, sonraki çalışmalarda iki bağıl geometri elemanını da kullanan daha farklı matematiksel ifadelerin tanımlanmasına açık bir alan bulunmaktadır. Kaynaklar Arıkan F., Erol C., Arıkan O., (2003), Regularized estimation of vertical total electron content from global positioning system data, Journal of Geophysical Research, 108, 1469 1480. Arıkan F., Erol C., Arıkan O., (2004), Regularized estimation of vertical total electron content from GPS data for a desired time period, Radio Science, 39:RS6012. Çepni, M.S., Poots, L.V., Miima, J.B., (2013), High resolution station based diurnal ionospheric total electron content (TEC) from dualfrequency GPS observations, Space Weather, Vol. 11, 1 9, doi:10.1002/swe.20093. Hugentobler U., Schaer S., Fridezi P., (2001), Bernese GPS software version 4.2., Astronomical Institute, University of Berne, Sweden. Ma G., Maruyama T., (2003), Derivation of TEC and estimation of instrumental biases from GEONET in Japan, Annales Geophysicae, 21, 2083 2093. Nayir H., (2007), Küresel konumlama sistemi kullanılarak toplam elektron içeriği kestirimi, Yüksek Lisans Tezi, Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 185631. Şentürk E., (2014), Taşıyıcı dalgalar üzerinde toplam elektron içeriği hesabı ve hesap kalitesine ilişkin ölçütlendirme, Yüksek Lisans Tezi, Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kocaeli, 372703.