TEQC Kalite Kontrol YazÕlÕmÕ

TEQC yazÕlÕmÕ RINEX verilerinin incelenmesinde kullanÕlan oldukça kullanÕúlÕ bir yazÕlÕmdÕr. Bu yazÕlÕmdan elde edilen sonuçlar veri kalitesi hakkÕnda fikir vermektedir. Bu yazÕlÕmÕn verdi÷i sonuçlardan biri iyonosferdeki de÷iúimleri izlememizi sa÷layan iod uzantÕlÕ dosyadÕr. iod uzantÕlÕ dosyayÕ elde etmek için gerekli matematiksel model geometriden ba÷ÕmsÕz do÷rusal kombinasyona dayanmaktadÕr (Estey ve Meertens, 1999; Ogaja ve Hedfors, 2007; TEQC, 2010). k noktasÕ ile i uydusu için farkÕ alÕnmamÕú Lⁱ_1k ve ⁱ biçiminde yazÕlabilir (Dach vd., 2007). Bu eúitlikler kullanÕlarak geometriden ba÷ÕmsÕz do÷rusal kombinasyon (L4), L1 ve L2 faz ölçülerinin farkÕ alÕnarak saat hatalarÕ, yörünge ve istasyon koordinatlarÕ gibi geometrik de÷erlerden ba÷ÕmsÕzdÕr. Baúka bir deyiúle, bu de÷erler fark oluúturma nedeniyle kombinasyonda geçmemektedir. øki ardÕúÕk epok için elde edilen geometriden ba÷ÕmsÕz kombinasyon farkÕ,

i ve bu farkÕn zamana göre türevi

t D_k D^k

 ' (5) biçiminde yazÕlabilir. Burada geçen zaman farkÕ

k

k t

t

t 

' _1 (6)

ile ifade edilir (Hwang vd., 2010).

3. Veri Analizi

Bu çalÕúma, orta ve yüksek enlem bölgesinde seçilen 13 nokta ile gerçekleútirilmiútir. Orta enlem bölgesinde 6, yüksek enlem bölgesinde ise 7 nokta seçilmiútir (ùekil 1). KullanÕlan veriler Kaliforniya üniversitesi tarafÕndan kontrol edilen sopac.ucsd.edu internet adresinden elde edilmiútir. KullanÕlan GPS verileri RINEX formatÕnda ve 24 saati kapsamakta olup her 30 saniyede bir alÕnmÕútÕr. 15 dereceden daha düúük yükseklikte toplanan veriler çok yolluluk etkisini (multipath) azaltmak için veri iúlemede kullanÕlmamÕútÕr.

Dünyadaki manyetik aktiviteleri izlemede çeúitli indisler kullanÕlmaktadÕr. Bunlardan en yaygÕn kullanÕma sahip olanlarÕndan biri Kp indisidir. Bu indis, iyonosferle ilgili çalÕúma yapanlar için referans olmaktadÕr. Bunun nedeni, iyonosferdeki düzensiz de÷iúimler ile manyetik aktiviteler arasÕndaki iliúkidir.

Kp indisi 0 ile 9 arasÕnda de÷erler almakta olup 4’den büyük de÷erler aktif manyetik etkiyi ifade eder.

Evrene iliúkin Kp de÷erleri 3 saat zaman aralÕklarÕ için bir de÷er olarak hesaplanmaktadÕr. Manyetik fÕrtÕna kaynaklÕ aktivitelerin olmasÕ durumunda iyonosferde de÷iúim olmasÕ beklenmektedir.

ùekil 1. ÇalÕúmada kullanÕlan noktalar ve konumlarÕ.

ùekil 2. Kp indisi de÷erleri.

ùekil 2, 3 güne ait 3 saatlik Kp de÷erlerini göstermektedir. ùekil 2’den görüldü÷ü üzere 10 Ekim 2008 (DOY 284) tarihindeki Kp de÷erleri 1’den küçüktür. Bunun anlamÕ manyetik olarak herhangibir aktivitenin olmadÕ÷ÕdÕr (sakin, -quiet-). Bunun tersine Kp de÷erleri 11 Ekim 2008 (DOY 285) tarihinde 12:00-15:00 UT saatleri arasÕnda 6, 15:00-18:00 UT saatleri arasÕnda ise 7’dir. Bu de÷er kuvvetli (strong) derecede manyetik fÕrtÕnayÕ göstermektedir (NOAA, 2010).

a)

ùekil 3. KIR0 noktasÕ birim zamandaki iyonosfer de÷iúimleri a. 284. GPS günü ve b. 285. GPS günü.

b)

a)

ùekil 4. MAR6 noktasÕ birim zamandaki iyonosfer de÷iúimleri a. 284. GPS günü ve b. 285. GPS günü.

ùekil 3a, KIR0 noktasÕ için manyetik fÕrtÕnanÕn olmadÕ÷Õ 284. GPS gününe iliúkin farklÕ uydulardan elde edilen 24 saatlik (2880 epok) iyonosferik de÷iúimleri göstermektedir. ùekilden görüldü÷ü üzere de÷iúimler ± 0.2m civarÕndadÕr. ùekil 3b, aynÕ noktaya iliúkin manyetik fÕrtÕnanÕn oldu÷u 285. GPS gününe iliúkin iyonosferik de÷iúimleri göstermektedir. Burada de÷iúimler ± 2m düzeyindedir. Manyetik fÕrtÕnanÕn baúladÕ÷Õ 12:00 UT’den sonra de÷iúim de÷erleri artÕú göstermektedir. Bu durum 284. GPS gününde meydana gelen de÷iúimler incelendi÷inde daha net olarak görülmektedir.

ùekil 4a ve 4b benzer úekilde MAR6 istasyonu için 284. ve 285. GPS günlerindeki birim zaman iyonosferik de÷iúimleri göstermektedir. Manyetik fÕrtÕna (ùekil 4b) baúladÕktan sonra de÷erler ±0.5 m düzeyindedir. Bu genlik KIR0 istasyonuna göre daha düúüktür. Bunun nedeni MAR6 istasyonunun yüksek enlem bölgesinin alt kÕsmÕnda yer almasÕ olarak açÕklanabilir.

b)

ùekil 5. BUCU noktasÕ birim zamandaki iyonosfer de÷iúimleri a. 284. GPS günü ve b. 285. GPS günü.

a)

b)

ùekil 6. TUBI noktasÕ birim zamandaki iyonosfer de÷iúimleri a. 284. GPS günü ve b. 285. GPS günü.

ùekil 5 ve 6 orta enlem bölgesinde bulunan BUCU ve TUBI noktalarÕna iliúkin birim zamandaki iyonosferik de÷iúimleri göstermektedir. Her iki istasyonda manyetik fÕrtÕnanÕn olmadÕ÷Õ (284. GPS günü) ve oldu÷u (285. GPS günü) günler için iyonosfer de÷iúim de÷erleri ±16m arasÕnda de÷iúiklik göstermektedir. Manyetik fÕrtÕna ile iliúkili belirgin bir de÷iúim gözlenmemiútir. Bu durum orta enlem bölgesinde seçilen istasyonlarÕn manyetik fÕrtÕnalardan daha az etkilendi÷inin göstergesidir.

a)

b)

4. Sonuç ve Öneriler

Bu çalÕúmada, manyetik fÕrtÕnalarÕn GPS sinyallerine ve iyonosfere etkileri TEQC yazÕlÕmÕ ile incelenmiútir. Bu inceleme sonucunda yüksek enlem bölgesindeki KIR0 ve MAR6 noktalarÕnda elde edilen birim zaman iyonosfer de÷iúimlerinin manyetik fÕrtÕnalardan etkilendi÷i görülmüútür. Bunun tersine, orta enlem bölgesinde bulunan TUBI ve BUCU noktalarÕnda manyetik fÕrtÕna kaynaklÕ bir iyonosferik de÷iúim görülmemiútir.

Kaynaklar:

Dach, R., Hugentobler, U., Fridez, P. ve Meindl, M., (2007). User manual of the Bernese GPS software version 5.0, Astronomical Institute, University of Bern, January 2007.

Estey L.H. ve Meertens C.M., (1999). TEQC: the Multi-Purpose Toolkit for GPS/GLONASS Data, GPS Solutions 3(1):42–49.

El-Rabbany, A., (2006). Introduction to GPS, Second edition, Artech house, London, 43-61.

Fedrizzi, M.De., Paula, E.R., Langley, R.B., Komjathy, A., Batista, I.S. ve Kantor, I.J., (2005). Study of the March 31, 2001 Magnetic Storm Effects on the Ionosphere using GPS Data, Advances in Space Research, Volume 36, Issue 3, 534-545.

Gómez, L., Sabbione, J.I, Van Zele, M.A., Meza, A. ve Brunini, C., (2007). Determination of a Geomagnetic Storm and Substorm Effects on the Ionospheric Variability from GPS Observations at High Latitudes, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, Volume 69, Issue 8, 955-968.

Hwang, C., Tseng, T.P., Lin, T.J., Svehla, D., Hugentobler, U. ve Chao, B.F., (2010). Quality Assessment of FORMOSAT-3/COSMIC and GRACE GPS Observables: Analysis of Multipath, Ionospheric Delay and Phase Residual in Orbit Determination, GPS solutions, 14, 121-131.

Ito, T., Okubo, M. ve Sagiya, T., (2009). High Resolution Mapping of Earth Tide Response Based on GPS Data in Japan, Journal of Geodynamics, Volume 48, Issues 3-5, 253-259.

Jakowski, N., Mielich, J., Borries, C., Cander, L., Krankowski, A., Nava, B. ve Stankov, S.M., (2008).

Large-Scale Ionospheric Gradients over Europe Observed in October 2003, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, Volume 70, Issue 15, 1894-1903.

Kierulf, H.P., Plag, H.P., Bingley, R.B., Teferle, N., Demir, C., Cingoz, A., Yildiz, H., Garate, J., Davila, J.M, Silva, C.G., Zdunek, R., Jaworski, L., Martinez-Benjamin, J.J, Orus, R. ve Aragon, A., (2008).

Comparison of GPS Analysis Strategies for High-Accuracy Vertical Land Motion, Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, Volume 33, Issues 3-4, 194-204.

Kintner, P.M. ve Ledvina, B.M., (2005). The ionosphere, radio navigation, and global navigation satellite systems, Advances in Space Research, Volume 35, Issue 5, 788-811.

Mintsis, G., Basbas, S., Papaioannou, P., Taxiltaris, C. ve Tziavos, I.N, (2004). Applications of GPS Technology in the Land Transportation System, European Journal of Operational Research, Volume 152, Issue 2, 16 January 2004, 399-409.

NOAA space weather prediction service, http://www.swpc.noaa.gov/rt_plots/kp_3d.html, web sitesi, 06.06.2010.

Nohutcu, M., Karslioglu, M.O. ve Schmidt, M., (2010). B-Spline Modeling of VTEC over Turkey using GPS Observations, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, Volume 72, Issues 7-8, 617-624.

Ogaja, C. ve Hedfors, J., (2007). TEQC Multipath Metrics in MATLAB, GPS Solutions, 11, 215–222.

Skone, S. ve Jong, M.De, (2000). The Impact of Geomagnetic Substorms on GPS Receiver Performance, Earth Planets Space, 52, 1067-1071.

Skone, S., (2001). The Impact of Magnetic Storms on GPS Receiver Performance, Journal of Geodesy, 75, 457-468.

TEQC, The Toolkit for GPS/GLONASS/Galileo/SBAS Data, http://facility.unavco.org/software/teqc/

teqc.html, web sitesi, 06.06.2010.

Tamura, Y., Matsui, M., Pagnini, L.C., Ishibashi, R. ve Yoshida, A., (2002). Measurement of Wind-Induced Response of Buildings using RTK-GPS, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Volume 90, Issues 12-15, December 2002, 1783-1793.

Ware, R.H., Fulker, D.W., Stein, S.A., Anderson, D.N., Avery, S.K., Clark, R.D, Droegemeier, K.K, Kuettner, J.P, Minster, J.B. ve Sorooshian, S., (2001). Real-Time National GPS Networks for Atmospheric Sensing, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, Volume 63, Issue 12, August 2001, 1315-1330.

Zou, Y. ve Wang, D., (2009). A Study of GPS Ionospheric Scintillations Observed at Guilin, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, Volume 71, Issues 17-18, 1948-1958.

GERÇEK ZAMANLI KøNEMATøK GPS VE øVMEÖLÇER YARDIMI