Combination of Ground- and Space-Based GPS Data for the Determination of a Multi-scale Regional 4-D Ionosphere Model
Combination of Ground- and Space-Based GPS Data for the Determination of a Multi-scale Regional 4-D Ionosphere Model
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结合地基和空基 GPS 数据确定多尺度区域 4-D 电离层模型
DOI：
10.1007/1345_2015_25
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发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Hugentobler
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Limberger;Schmidt;Dettmering;Hugentobler
本文提出了一个四维电子密度模型。电子密度的垂直分布由F2层Chapman函数与等离子体散射层函数相结合来描述。F2层峰值密度NmF 2和峰值高度mF 2在空间和时间上被建模为根据地理经度、纬度和时间的局部B样条函数的3-D级数展开。通过适当的参数估计程序，由线性化模型估计相应的未知序列系数。输入的数据是地面GPS数据，并结合从FORMOSAT-3/COSMIC、GRACE和CHAMP卫星上的电离层GPS无线电掩星测量中检索的电子密度剖面，以补偿地面GPS数据对高度参数hmF 2的不敏感性，并受益于其不同的时空分辨率。我们验证了我们的方法，在南美洲和中美洲的一个选定的时间跨度在2008-07-01太阳活动最低日的测量示范。基于B样条方法，我们证明了一个有效的数据压缩应用多尺度表示的估计系数来自小波分析。
In this paper, we present a four-dimensional (4-D) electron density model. The vertical distribution of the electron density is described by a F2-layer Chapman function combined with a plasmasphere layer function. The F2-layer peak densityNmF2 and the peak heighthmF2 are spatially and temporally modeled as 3-D series expansions in terms of localized B-spline functions depending on geographical longitude, latitude and time. The corresponding unknown series coefficients are estimated by a linearized model through an appropriate parameter estimation procedure. The input data are ground-based GPS data combined with electron density profiles retrieved from ionospheric GPS radio occultation measurements onboard the FORMOSAT-3/COSMIC, GRACE and CHAMP satellites, in order to compensate the insensitivity of the ground-based GPS data to the height parameterhmF2 as well as benefit from their different spatiotemporal resolutions. We verify our approach by measurements exemplarily over South and Central America for a selected time span during a solar minimum day 2008-07-01. Based on the B-spline method, we demonstrate an effective data compression by applying a multi-scale representation for the estimated coefficients derived from wavelet analysis.
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作者：
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