Published May 20, 2021
| Version v1
Publication
Open
Double-thin-shell approach to deriving total electron content from GNSS signals and implications for ionospheric dynamics near the magnetic equator
Creators
- 1. National Astronomical Observatories
- 2. Chinese Academy of Sciences
- 3. National Institute of Information and Communications Technology
- 4. King Mongkut's Institute of Technology Ladkrabang
Description
Abstract A new technique was developed to estimate the ionospheric total electron content (TEC) from Global Navigation Satellite System (GNSS) satellite signals. The vertically distributed electron density was parameterized by two thin-shell layers (double-shell approach). The spatiotemporal variation of TEC (strictly speaking, partial electron content) associated with each shell was approximated by the functional fitting of spherical surface harmonics. The major improvements over the conventional single-shell approach were as follows: (1) the precise estimation of TEC was achieved; (2) the estimated TEC was less dependent on the choice of shell heights; and (3) the equatorial anomaly was captured more correctly. Furthermore, higher and lower shells exhibited a different pattern of local time vs latitude variation, providing information on the ionosphere–thermosphere dynamics.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تم تطوير تقنية جديدة لتقدير إجمالي محتوى الإلكترون في الغلاف الأيوني (TEC) من إشارات الأقمار الصناعية للنظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية (GNSS). تم تحديد كثافة الإلكترون الموزعة رأسيًا بواسطة طبقتين رقيقة الصدفة (نهج الصدفة المزدوجة). تم تقريب التباين الزماني المكاني لـ TEC (بالمعنى الدقيق للكلمة، محتوى الإلكترون الجزئي) المرتبط بكل غلاف من خلال التركيب الوظيفي لتوافقيات السطح الكروية. كانت التحسينات الرئيسية على نهج القشرة الواحدة التقليدي على النحو التالي: (1) تم تحقيق التقدير الدقيق لـ TEC ؛ (2) كان TEC المقدر أقل اعتمادًا على اختيار ارتفاعات القشرة ؛ و (3) تم التقاط الشذوذ الاستوائي بشكل صحيح. علاوة على ذلك، أظهرت الأصداف الأعلى والأدنى نمطًا مختلفًا من تباين التوقيت المحلي مقابل تباين خط العرض، مما يوفر معلومات عن ديناميكيات الغلاف الجوي المتأين والغلاف الجوي.Translated Description (French)
Résumé Une nouvelle technique a été développée pour estimer le contenu électronique total ionosphérique (TEC) des signaux satellitaires du Système mondial de navigation par satellite (GNSS). La densité électronique distribuée verticalement a été paramétrée par deux couches minces (approche à double couche). La variation spatio-temporelle du TEC (à proprement parler, contenu électronique partiel) associée à chaque coquille a été approchée par l'ajustement fonctionnel d'harmoniques de surface sphériques. Les principales améliorations par rapport à l'approche conventionnelle à coque unique étaient les suivantes : (1) l'estimation précise du TEC a été réalisée ; (2) le TEC estimé dépendait moins du choix des hauteurs de coque ; et (3) l'anomalie équatoriale a été capturée plus correctement. En outre, les coquilles supérieures et inférieures présentaient un modèle différent de variation du temps local par rapport à la latitude, fournissant des informations sur la dynamique ionosphère-thermosphère.Translated Description (Spanish)
Resumen Se desarrolló una nueva técnica para estimar el contenido total de electrones ionosféricos (TEC) de las señales satelitales del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS). La densidad electrónica distribuida verticalmente se parametrizó mediante dos capas de capa delgada (enfoque de doble capa). La variación espaciotemporal de TEC (estrictamente hablando, contenido parcial de electrones) asociada con cada capa se aproximó mediante el ajuste funcional de armónicos de superficie esféricos. Las principales mejoras sobre el enfoque convencional de una sola concha fueron las siguientes: (1) se logró la estimación precisa de TEC; (2) el TEC estimado dependió menos de la elección de las alturas de la concha; y (3) la anomalía ecuatorial se capturó más correctamente. Además, las capas superior e inferior exhibieron un patrón diferente de variación de la hora local frente a latitud, proporcionando información sobre la dinámica ionosfera-termosfera.Files
s40623-021-01427-y.pdf
Files
(4.4 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:0050797c494c3f170ffbbc22eeae872a
|
4.4 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نهج القشرة الرقيقة المزدوجة لاشتقاق إجمالي محتوى الإلكترون من إشارات النظم العالمية لسواتل الملاحة والآثار المترتبة على ديناميات الغلاف الأيوني بالقرب من خط الاستواء المغناطيسي
- Translated title (French)
- Approche à double couche mince pour dériver le contenu électronique total des signaux GNSS et implications pour la dynamique ionosphérique près de l'équateur magnétique
- Translated title (Spanish)
- Enfoque de doble capa delgada para derivar el contenido total de electrones de las señales GNSS y las implicaciones para la dinámica ionosférica cerca del ecuador magnético
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3112899221
- DOI
- 10.1186/s40623-021-01427-y
References
- https://openalex.org/W1646170333
- https://openalex.org/W1947643995
- https://openalex.org/W1963995057
- https://openalex.org/W1966771658
- https://openalex.org/W1987326676
- https://openalex.org/W1993706128
- https://openalex.org/W2009210700
- https://openalex.org/W2033424762
- https://openalex.org/W2034462093
- https://openalex.org/W2055147899
- https://openalex.org/W2058160370
- https://openalex.org/W2069227590
- https://openalex.org/W2069867702
- https://openalex.org/W2085101070
- https://openalex.org/W2092999521
- https://openalex.org/W2139019018
- https://openalex.org/W2153105094
- https://openalex.org/W2154718502
- https://openalex.org/W2164048407
- https://openalex.org/W2535798465
- https://openalex.org/W2588308723