GPS 기준국망을 이용한 전리층 총전자수 변화 검출 연구

Abstract

강한 지자기 폭풍이 발생하였을 때 한반도 상공의 전리층내 총전자수(TEC, Total Electron Contents) 변화를 분석하기 위해 GPS 기준국망을 데이터를 이용한 지역적인 전리층 감시모델을 개발하였다. 전리층 총전자수 감시모델 개발을 위해 한국천문연구원에서 운용중인 대전 IGS(International GNSS Service) 기준국을 포함한 전국에 고르게 분포하고 있는 9개의 GPS 기준국 데이터를 이용하였다. 또한 순간적인 전리층 변화 특성을 분석하기 위해 CSS(Cubic Spline Smoothing)기법을 적용하였고, 그 결과 2003년 11월 20일 강한 지자기 폭풍이 발생했을 때 한반도 상공에서 총전자수의 순간적인 변화를 검출할 수 있었다. 이때에는 평일과 비교했을 때 특정시각의 약 1.5배 이상 총전자수가 증가함을 보였다. 마지막으로 지구 자기장 활동 정도를 나타내는 Kp 지수, Dst 지수 그리고 천문연 GPS 기준국망 데이터를 이용해 산출된 총전자수 변화와의 연관성을 제시했다. We established a regional ionospheric model for investigating ionospheric TEC (Total Electron Contents) variations over the Korean Peninsula during major geomagnetic storms. In order to monitor the ionospheric TEC variations, we used nine permanent GPS reference stations uniformly distributed in South Korea operated by the Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). The cubic spline smoothing (CSS) interpolation method was used to analyze the characteristics of the ionospheric TEC variations. It has been found that variations of TEC over the Korean Peninsula increase when a major geomagnetic storm occurred on November 20, 2003. The TEC has increased about one and a half of those averaged quite days at the specific time during a geomagnetic storm. It has been indicated that the KASI GPS-derived TEC has a correlation with the geomagnetic storm indices (eq. Kp and Dst indices).