İyonküre HMF2 ve FOF2 iletişim parametrelerinin YKS verileri ve ırı modeli kullanılarak kestirilmesi
Estimation of HMF2 and FOF2 communication parameters of ionosphere using GPS data and iri model
Yazar: OKTAY ŞAHİN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. UMUT SEZEN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Astronomi ve Uzay Bilimleri = Astronomy and Space Sciences ; Bilim ve Teknoloji = Science and Technology
Dizin: Optimizasyon modelleri = Optimization models ; Optimizasyon problemi = Optimization problem ; Optimizasyon teknikleri = Optimization techniques ; Parametre optimizasyonu = Parameter optimization ; Parametre tayini = Parameter determination ; Tahmin = Estimation ; Tahmin yöntemleri = Estimation methods ; Uydu verileri = Satellite data ; Uzaktan denetim = Remote control ; İyonküre = Ionosphere

Özet:
Yüksek frekans (HF) dalgalarının yayılmasında en önemli iyonküre tabakasının F2 tabakası olduğu bilinmektedir. Bu çalışmada, Uluslararası Referans İyonküre (IRI) modelinin eniyilenebilir parametrelerinden olan F2 tabakasının yüksekliği (hmF2) ve kritik frekansının (foF2), iyonkürenin Toplam Elektron İçeriği (TEİ) yapısı ile ilintisi parametrik tanım aralığında incelenmiş ve bu iki parametre IONOLAB-TEC kestirimleri de kullanılarak eniyilemeye tabi tutulmuştur. Bu parametrelerin eniyilenmesinin ve IONOLAB-TEC verilerinin modele harici olarak verilmesinin model eniyileme başarımını nasıl etkilediği ile ilgili sonuçlar elde edilmiş ve eniyileme algoritmasının başarımı, günlük (24 saat) ile saatlik TEİ verilerinin işlenmesi durumları için ayrı ayrı incelenmiştir. Saatlik veri kullanılmasının çok daha düşük hatalı sonuçlar ürettiği ve eniyileme modelinde IONOLAB gözlem verilerini kullanmadan da başarılı TEİ kestirimleri ve ilgili kestirim parametrelerinin bulunabildiği sonucuna varılmıştır. Çalışma içerisinde uygun model seçimi ve konfigürasyon ile kestimi yapılan parametreler IRI modeline verilmiş, model çıktıları üretilmiş ve sonuçlar paylaşılmıştır. Yapılan bütün incelemeler model başarımının dünya üzerinde farklı bölgelerde nasıl olduğunun karşılaştırılması amacıyla seçili sakin günde alt, orta ve üst enlem bölgeleri için ayrı ayrı yapılmıştır. Sonuçlar iyonosonda verileriyle karşılaştırılarak hata normunun kabul edilebilir düzeyde olduğu görülmüştür. Bu şekilde iyonkürenin daha gerçekçi elektriksel yapısına ulaşılabilmiştir. Son olarak, model kestirim parametreleri ve zamanla değişimleri Türkiye üzerindeki aktif YKS ağı üzerinde incelenmiş ve Türkiye üzerindeki iyonosfer yapısı daha iyi belirlenmeye çalışılmıştır.

Abstract:
It is known that F2 layer of the ionosphere is the most important layer in the propagation of high frequency (HF) waves. In this study, relation of the height (hmF2) and the critical frequency (foF2) of F2 layer - among the parameters of the International Reference Ionosphere (IRI) model - with the Total Electron Content (TEC) of ionosphere are investigated within their defined parametric range and these two parameters are then optimized using IONOLAB-TEC estimates. Results related with the effect on optimization performance of optimizing these parameters and using with externally given IONOLAB TEC in the model are obtained, performance of the optimization algorithm is examined seperately for the cases of processing daily (24-hour) and hourly TEC data. It is observed that using hourly data produce results with much smaller errors and also TEC estimates and the other related estimation parameters can be obtained via using this optimization method. Estimated parameters of the appropriate model and configuration are applied to IRI, outputs are produced and results are given. All investigations on different countries located on low and high latitudes on Earth are done separately to compare the model performance for the same quite day. Results are compared with ionosonde data and it is observed that error norms are in an acceptable range. By this way, a more realistic electrical structure of ionosphere can be simulated. Finally, model estimation parameters and change of these with time are investigated on active GPS network located in Turkey and ionospheric structure above Turkey is examined.