An improved method using adaptive smoothing for GNSS tomographic imaging of ionosphere.
An improved method using adaptive smoothing for GNSS tomographic imaging of ionosphere.
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电离层 GNSS 层析成像自适应平滑改进方法
DOI：
10.1371/journal.pone.0250613
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Sun H
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jia R;Yu X;Xing J;Ning Y;Sun H
全球导航卫星系统（GNSS）是近年来电离层研究中一种成熟的传感器。通过与传统气象设备的比较，GNSS的应用可以获得更可靠、更精确的电离层总电子含量（TEC）结果。然而，最常用的全球导航卫星系统电离层层析成像技术是敏感的先验信息，由于稀疏和非均匀分布的全球导航卫星系统站。本文提出了一种改进的基于自适应拉普拉斯平滑和代数重建技术（ALS-ART）的方法。与传统的常数约束相比，该方法对先验信息的依赖性更小，自适应平滑约束更接近实际情况。利用模拟数据进行的层析成像实验表明，ALS-ART方法重建电离层电子密度的精度得到了显著提高。利用该方法对真实的观测资料进行了分析，并将层析成像结果与电离层探测资料进行了比较。结果表明，与传统的常数约束方法相比，该方法具有优越性和可靠性，将进一步提高GNSS获取电离层TEC的能力。
Global navigation satellite system (GNSS) is a well-established sensors in the recent ionosphere research. By comparing with classical meteorological equipments, the GNSS application can obtain more reliable and precious ionospheric total electron content (TEC) result. However, the most used GNSS ionospheric tomography technique is sensitive to a priori information due to the sparse and non-uniform distribution of GNSS stations. In this paper, we propose an improved method based on adaptive Laplacian smoothing and algebraic reconstruction technique (ALS-ART). Compared with traditional constant constraints, this method is less dependent on a priori information and adaptive smoothing constraints is closer to the actual situation. Tomography experiments using simulated data show that reconstruction accuracy of ionospheric electron density using ALS-ART method is significantly improved. We also use the method to do the analysis of real observation data and compare the tomography results with ionosonde observation data. The results demonstrate the superiority and reliability of the proposed method compared to traditional constant constraints method which will further improve the capability of obtaining precious ionosphere TEC by using GNSS.
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通讯作者：
Radicella, S. M.
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作者：
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通讯作者：
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DOI：
10.1002/ima.1850050214
发表时间：
1994-06-01
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