بهبود VTEC مدل تجربی IRI با استفاده از مشاهدات اختفای رادیویی COSMIC2

نویسندگان

1 گروه ژئودزی، دانشکده مهندسی نقشه‌برداری، دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین‌طوسی، تهران، ایران.

2 گروه ژئودزی، دانشکده مهندسی نقشه‌برداری، دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین‌طوسی، تهران، ایران.

doi
10.22059/jesphys.2026.396551.1007695
چکیده

از آنجایی که توزیع مکانی نامناسب داده‌های ورودی سبب عدم قطعیت مدل‌های تجربی یونوسفری در برخی از مناطق می‌شود، هدف این مقاله ارائه روشی جهت بهبود مدل مرجع بین‌المللی یونوسفری (IRI) با استفاده از مشاهدات ماهواره اختفای رادیویی COSMIC2 است. روش پیشنهادی شامل دو بخش ‌پس‌زمینه و تصحیحات می‌شود. مدل IRI-2020 به‌عنوان مدل پس‌زمینه انتخاب و بخش تصحیحات با توابع پایه هارمونیک کروی تا درجه و مرتبه 15 مدل‌سازی شده است. نقشه‌های بهبودیافته به‌دلیل توزیع مکانی اندازه‌گیری‌های COSMIC2، محدوده عرض‌جغرافیایی 30 درجه جنوبی الی 30 درجه شمالی را در برمی‌گیرند. همچنین، این نقشه‌ها دارای قدرت تفکیک مکانی 5 درجه در راستای طول‌جغرافیایی و 5/2 درجه در راستای عرض‌جغرافیایی و قدرت تفکیک زمانی 2 ساعت می‌باشند. یافتن مجهولات هارمونیک کروی مستلزم حل یک مسئله معکوس و استفاده از روش‌های پایدارسازی است. برای این منظور دو روش پایدارسازی مستقیم تیخونوف و تکراری کمترین‌مربعات کوادراتیک (LSQR) انتخاب شد. جهت ارزیابی نقشه‌های حاصل، از محتوای کلی الکترونی قائم (VTEC) ایستگاه‌های تعیین موقعیت جهانی (GPS) استفاده شده است. نتایج نشان داد که به‌طور کلی روش پیشنهادی در کاهش خطای جذر میانگین‌مربعات نرمالایزشده (NRMSE) ایستگاه‌های GPS مستقر در خشکی و دریا حتی در زمان رخداد طوفان ژئومغناطیسی مؤثر عمل کرده است، ولی میزان بهبود بستگی به محل رخداد مشاهدات اختفای رادیویی دارد. روش تیخونوف و LSQR به‌ترتیب مقدار NRMSE را در شرایط آرام حدود 34/1 و 75/1 درصد و در شرایط طوفانی به‌ترتیب حدود 68/3 و 86/3 درصد کاهش یافت.