Comparison of Ionospheric Correction Models Applied in Single Frequency GNSS Receivers

Abstract

Uydularla konum belirleme ve navigasyon (GNSS) uygulamalarında, Seçimli Doğruluk Erişimi (SA: Selective Availability) gibi kasıtlı bozmalar haricinde, en önemli hata kaynaklarından birisi iyonosferdir. İyonosferde atomlardan kopmuş serbest elektronların sayısı elektromanyetik dalgaların yayılmasını değiştirmeye yetecek kadar çoktur. İyonosferik etki, bu serbest elektronlar nedeniyle, uydu kod ölçülerinde gecikmeye, faz ölçülerinde ise hızlanmaya neden olmaktadırlar. Diğer taraftan iyonosferik etki frekans bağımlıdır. GNSS alıcılarının çok frekanslı olmasının en temel nedenlerinden birisi iyonosferik etkinin frekans bağımlı olması ve bu özellikten yararlanarak büyük oranda giderilebilmesidir. Ancak, tek frekanslı alıcılarda iyonosferik etkinin bu yöntemle giderilmesi olanağı bulunmamakta, bunun yerine navigasyon mesajları içerisinde yayınlanan iyonosferik model katsayıları kullanılarak giderilebilmektedir. Bu bağlamda, genelde gerçek zamanlı uygulamalar ve tek frekanslı alıcılar için örneğin GPS navigasyon mesajlarında Klobuchar iyonosfer modeli katsayıları da yayınlanmaktadır. Bu model ile iyonosferik etkinin yaklaşık %50’sinin giderilebilmesi olanaklıdır. Diğer taraftan, Uluslararası Telekomünikasyon Birliği (ITU) tarafından günümüz uydu sistemleri ve tek frekanslı alıcılar için önerilen NeQuick modeli kullanılarak da iyonosferik etkiler %70 oranında giderilebilmektedir. Bu çalışmada, Klobuchar ve NeQuick modellerine ilişkin algoritmalar kullanılarak iyonosferik etki hesapları yapılmış ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Bu çalışma ile söz konusu model algoritmalarının, zaman içerisinde Türkiye’de de üretilmesinin kaçınılmaz olduğuna inanılan yerli ve millî tek frekanslı GNSS alıcı yazılımlarında gerçek zamanlı mutlak konum belirleme amaçlı olarak kolaylıkla uyarlanabileceği sonucuna ulaşılmıştır.