Journal of Geospatial Information Technology

fa معرفی تلفیق طیفی اسلپین کروی و بررسی آن بر روی مدل‌های جهانی و منطقه‌ای یونسفری Introduction of Spherical Slepian Spectral Combination and Its Investigation on Global and Regional Ionospheric Models ژئودزی (عمومی) Geodesy پژوهشي Research یکی از مشکلات حاکم بر مدل‌های یونسفری موجود، عدم تعامل و فقدان قابلیت ترکیب بین مدل‌هاست. این تحقیق به بررسی نحوه برهمکنش بین مدل‌های جهانی و منطقه‌ای یونسفری مبتنی بر توابع پایه ریاضی پرداخته است. ازآنجایی‌که توابع پایه اسلپین کروی قابلیت تعریف بر روی کل کره (مدل جهانی) و بخش از کره (مدل منطقه‌ای) را دارند، مبنای تلفیق طیفی قرار گرفته‌اند. دو دسته توابع پایه اسلپین کروی با ضرایب مختلف برای تلفیق طیفی (ترکیب مدل‌ها) مفروض هستند. ضرایب یک دسته که مربوط به مدلسازی با داده‌های منطقه‌ای (مدلسازی مستقیم) است؛ از مدلسازی توسط ایستگاه‌های محلی به‌دست‌آمده‌اند. دسته دیگر حاصل از ضرایب هارمونیک‌های کروی و یا تبدیل یافته مدل هارمونیک کروی به اسلپین کروی (مدلسازی غیرمستقیم) در یک زیرفضای مکانی برابر با دسته اول است.به‌منظور پیاده‌سازی تئوری تلفیق طیفی، درجه و مرتبه بیشینه مطابق با محصولات یونسفری سرویس‌های بین‌المللی برابر با 15 در نظر گرفته‌شده است. محدوده جغرافیایی مطالعاتی نیز محدوده قطب شمال فرض شده‌است؛ که تقریبا عرض‌های جغرافیایی بالاتر از 60 درجه را به‌صورت کلاهک کروی پوشش می‌دهد. فرآیند درستی آزمایی با مشاهدات گیرنده‌های دو فرکانسه 3 ایستگاه مشاهداتی که در مدلسازی جهانی و مستقیم حضور نداشته‌اند، انجام‌شده است. ریشه میانگین مربعات خطاهای حاصل از درستی آزمایی برای مدل‌های جهانی، غیرمستقیم، مستقیم و تلفیقی به ترتیب، 7/3، 2/2، 9/1 و 4/1 واحد محتوای کلی الکترونی می‌باشد. به‌عبارت‌دیگر، نتایج تلفیق طیفی مدل‌های مستقیم و غیرمستقیم نشان از صحت بیشتر این نوع مدل‌سازی دارد. با تلفیق طیفی می‌توان اثرات تعداد کم ایستگاه‌ها در مدل‌سازی غیرمستقیم و توزیع نامناسب ایستگاه‌ها در مدل‌سازی مستقیم را کم کرد. بنابراین خطای روش تلفیقی به‌صورت کلی کمتر از دو روش دیگر است. Lack of interaction and ability to combine between ionosphere models are important problems among them. This study has investigated the interaction between global and regional ionospheric models which are according to the base mathematical functions. Here, spherical Slepian base functions have been suggested for spectral combination. They can be defined in global and regional scales. Two sets of coefficient were assumed for spherical Slepian base function. One set (direct model) is extracted from the direct observation of GPS stations. Another set (indirect model) is derived from spherical harmonic products of Global Ionosphere Models (GIMs). GIM’s efficiency has been modified on a sub-space which was equal to pervious set. Maximum degree has considered equal to 15 for implementation of spherical Slepian spectral combination theory. Also, the Arctic region has been taken as study area where it is the spherical cap by latitude upper than 60 degrees. Observations of three GPS stations are used for evaluation of models. They have not contributed for direct and indirect modelling. Root Mean Square of Errors (RMSEs) for GIMs, direct, indirect and combining models are equal to 3.7, 2.2, 1.9, 1.4 TECU, respectively. In other words, results show that combining method has improved the ionospheric modelling here. The combining method can decrease the effects of the lack of stations in the indirect model and the inappropriate distribution of stations in the direct one. Therefore, the RMSE of the combining model is less than other models in the Arctic region. تلفیق طیفی, اسلپین کروی, یونسفر Spectral Combination, Spherical Slepian, Ionosphere 39 48 http://jgit.kntu.ac.ir/browse.php?a_code=A-11-346-3&slc_lang=fa&sid=1 hossein etemadfard حسین اعتمادفرد hossein_etemadfard@yahoo.com 10031947532846004897 10031947532846004897 Yes K.N.Toosi University of Technology دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی Masoud Mashhadi Hossainali مسعود مشهدی حسینعلی 10031947532846004898 10031947532846004898 No K.N.Toosi University of Technology دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی