آناليز سري هاي زماني TEC حاصله از نقشه هاي عددي GIM

Analysis of TEC time series obtained from global ionospheric maps

یكی از منابع مهم خطا بر روی امواج GNSS اثر یونسفر زمین است. این لایه از اتمسفر زمین مملوء از ذرات باردار می باشد. اثر یونسفر بر روی امواج وابسته به میزان TEC در طول مسیر می باشد. در این مقاله از روش برآورد هارمونیك كمترین مربعات كه یك روش آنالیز در حوزه فركانس می باشد، جهت آنالیز سری های زمانی TECاستفاده می شود. داده های مورد استفاده مقادیر TEC قائم می باشد كه از مدل های GIM(نقشه های TEC قائم یونسفری) به دست آمده و دارای پوشش جهانی می باشند. در اینجا از 15 سال داده در بازه زمانی سال 1998 تا سال2014 استفاده می شود. ابتدا روش هارمونیك تك متغیره و چند متغیره بر روی سری های زمانی اعمال، و فركانس های مهم شناسایی می شود. آنالیز چند متغیره نشان می دهد كه سیگنالهای پریودیك روزانه با پریود روزانه و هارمونیك های بالاتر و همچنین پریودهای سالیانه با هارمونیك های بالاتر در این سری ها وجود دارد. در ادامه توان طیفی برخی سیگنال های كشف شده در تمام نقاطی كه داده موجود می باشد محاسبه و بررسی می گردد. نتیجه ای كه برای هارمونیك های بالاتر پریود روزانه یونسفر (یك سوم روزانه، یك چهارم و یك پنجم روزانه) دیده شد، گویای این مطلب است كه بیشینه توان طیفی در استوای مغناطیسی(Dip equator) اتفاق می افتد، كه یكی از دلایل وقوع این پریودها می تواند میدان مغناطیسی زمین می باشد.

One important source of errors on GNSS signals is the ionospheric effect. This layer of the atmosphere is filled with charged particles. Ionospheric effects on the waves are dependent on the amount of TEC. This paper uses the least square harmonic estimation (LS-HE) that is one of the analytical methods in the frequency domain. We used the vertical TEC values obtained from GIM models with global cover provided by the JPL analysis center. We use 15 years of bihourly data gathered from the 152th day in 1998 to the first day of 2014. We first determine the important periodic signals by applying the univariate and multivariate harmonic estimate on the TEC time series. The multivariate analysis revealed the presence of daily periodic signal with its higher harmonics and annual period with its higher harmonics. We then calculate the spectral power of a number of identified signals in all available data range. The result indicate that the higher harmonics of the daily signal (tri and quad diurnal) show their maximum spectral values in the dip equator. This indicates that the earthʹs magnetic field is one of the cause, to these provide patterns.