High-order ionospheric effects on GPS tropospheric and coordinate estimations

Atmosferik çalışmalar ve hava durumu tahminlerinde yaygın olarak kullanılan troposferik gecikme ve gradyent, çift frekanslı GPS gözlemleri ile iyonosferik gecikme ortadan kaldırılarak kestirilebilmektedir. Bununla birlikte, troposferik ve koordinat kestirimlerinde yüksek dereceli iyonosferik (HOI) etkiler genellikle göz ardı edilmektedir. Bu çalışmada, GPS ile kestirilen troposferik gecikme, gradyent ve koordinatlar üzerindeki yüksek dereceli iyonosferik etkiler, 8 GPS istasyonuna ait 30 günlük Haziran 2011 verileri ile Türkiye'de ilk kez araştırılmıştır. İlk olarak, GPS verileri üzerindeki ikinci ve üçüncü dereceli etkiler, IGRF11 (International Geomagnetic Reference Field: 11th generation) modeli kullanılarak RINEX dosyası içerisinde düzeltilip, ardından troposferik gecikme ve gradyent değerleri, ham ve düzeltilmiş RINEX verilerinin GAMIT yazılımında değerlendirilmesi ile elde edilmiştir. Değerlendirme aralığında yüksek dereceli iyonosferik etkilerin, zenit troposferik gecikmesi (ZTD) üzerinde 6 mm, Kuzey-Güney (NS) gradyentinde 4 mm ve Doğu-Batı (EW) gradyentinde 12 mm'ye kadar olduğu ve eğik troposferik gecikmede yaklaşık 30 mm kadar ulaştığı görülmüştür. Dahası, troposferik gecikme ve gradyent üzerindeki yüksek dereceli iyonosferik etkiler, gündüz saatlerinde gece saatlerinden daha yüksektir. Ayrıca, solar aktivitenin yüksek dereceli iyonosferik gecikme düzeltmeleri üzerindeki etkileri de araştırılmıştır. GPS ile kestirilen troposferik gecikme ve gradyent üzerindeki yüksek dereceli iyonosferik etkiler solar aktivitenin yüksek olduğu günlerde solar aktivitenin düşük olduğu günlere göre daha yüksektir. Karesel ortalama hata değerleri düşük solar aktivite günlerinde 0.40 mm, 086 mm, 0.69 mm iken, solar aktivitenin yüksek olduğu günlerde ZTD, Kuzey-Güney ve Doğu-Batı gradyentlerinde sırasıyla 0.81 mm, 2.74 mm ve 2.20 mm'ye kadar artabilmektedir. Küresel Konumlama Sistemi (GPS), kullanıcıların gerçek zamanlı uygulamalarla yüksek hassasiyetli konum bilgisi elde etmelerine olanak tanır. Hassas konum bileşenleri, akademik ileri işleme uygulamaları ile GAMIT / GlobK yazılımında değerlendirilen gözlem dosyaları kullanılarak elde edilebilmektedir. Haziran 2011'de aynı GPS verileri HOI etkilerinin düzeltme öncesi ve sonrası için hassas konum belirlemede kullanıldığında, sonuçlar, yukarı, sağa ve yükseklik bileşenlerinde sırasıyla 10, 7 ve 24 mm'lik değişikliklerin gerçekleştiğini göstermektedir. 2011 yılında solar aktivitenin yüksek olduğu günlerin gözlem dosyaları kullanıldığında ise, yukarı, sağa ve yükseklik bileşenlerinde yüksek dereceli iyonosferik etkiler, 18, 11 ve 43 mm'lik değişimlere kadar ulaşılabileceği görülmektedir.