İyonosferik toplam elektron içeriği (TEC) değişiminin belirlenmesi
Determination of variations of the ionospheric total electron content (TEC)
Yazar: ONUR ÜNVER
Danışman: DOÇ. DR. ZEHRA CAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Başlangıçta askeri amaçlı geliştirilen küresel konum belirleme sistemi (GPS) İyonosfer araştırmalarında da yaygın olarak kullanılmaktadır. Yer yüzeyinden yaklaşık 20200 km yörünge yüksekliğinde bulunan 24 adet GPS uydusu, farklı taşıyıcı frekanslarında (L1 frekansı 1575,42 MHz ve L2 frekansı da 1227,60 MHz ) sinyaller yaymaktadır. Bu sinyaller, dünya atmosferinde bulunan İyonosfer tabakasını da geçerek yer yüzeyinde bulunan GPS alıcılarına erişmektedir. Bu uydulardan yayınlanan elektromanyetik dalgalar, İyonosfer'in değişken yapısından oldukça fazla etkilenmektedirler. Doğal bir plazma olan İyonosfer serbest elektronlar ve pozitif iyonlar içermektedir. Bu ise İyonosfer'i geçerek gelen GPS sinyal yayılımını ve ortamın elektrik özelliklerini önemli ölçüde etkilemektedir. İyonlaşma ve serbest elektronların yoğunluğu ise Güneş'ten gelen radyasyona bağlı olarak sürekli bir değişim göstermektedir. Başka bir deyişle İyonosfer; günün saatine, mevsimlere, coğrafi koordinata ve güneşteki patlamalara da bağlı olarak sürekli bir değişim halindedir. Güneş olayları ise, Güneş'in 11 yıllık periyoduna bağlı olarak sakin evreden, yoğun patlamaların olduğu durumlara doğru bir salınım göstermektedir. Bu günlerde sakin evresini geçirmekte olan Güneş, 2011 yılından itibaren daha yoğun patlamaların olacağı bir evreden geçecektir. İyonosfer'in değişken yapısından etkilenen GPS sinyallerinin uğrayacağı gecikme, İyonosfer'in o anki toplam elektron miktarı (TEC) ile orantılıdır. Bu TEC değişiminin belirlenmesi, İyonosfer'in modellenebilmesi açısından büyük önem taşımaktadır. İyonosfer'in doğru modellenmesi ise haberleşme açısından özellikle askeri alanda büyük önem taşımaktadır.

Abstract:
Global Positioning System, which was initially developed for military purposes, is extensively used in ionosphere research. 24 GPS satellites, which are positioned at a height of 20.200 km from the earth surface, emit signals with different carrier frequencies (L1 frequency 1575,42 MHz, L2 frequency 1227,60 MHz). These signals reach at GPS receivers on the earth surface by passing through the ionosphere layer in the earth atmosphere. Electromagnetic waves emitting from these satellites are heavily affected by ionosphere?s changeable nature. Ionosphere, which is a natural plasma, includes free electrons and positive ions. This, in turn, significantly affects GPS signals coming through ionosphere and also the electric charecteristics of the related environment. Depending on the level of the radiation from the sun, ionization and the density of free electrons change constantly. In other words, ionosphere changes constantly depending on time, season, geographical coordination and also on explosions in the sun. Depending on 11 year period of the sun, activity of the sun moves from a static phase to a phase with intense explosions. Starting from 2011, the sun, which is recently in the static phase, will enter into a new phase with more intense explosions. The delay which GPS signals will have due to the ionosphere?s changeable nature is directly related to the total electron content. Stating the change in TEC precisely is crucial to be able to model the working of ionosphere. To model ionosphere correctly, in turn, is crucial for communication area, especially for military use.