Multi-dimensionale Modellierung der Ionosphäre

01.09.2010 - 31.08.2013
Forschungsförderungsprojekt
Ziel des Projektes MDION ist die Entwicklung eines multi-dimensionalen integrierten Modells der Ionosphäre durch Beobachtungen verschiedener geodätischer Weltraumverfahren und die Entwicklung einer Kombinationsstrategie für globale Ionosphärenmodelle. Geodätische Verfahren, wie Global Navigation Satellite Systems (GNSS), Satellitenaltimetrie, oder FORMOSAT-3/COSMIC, erlauben die Beobachtung und Modellierung der Ionosphäre, aber jede Technik hat ihre spezifischen Charakteristiken, welche die abgeleiteten Ionosphärenparameter beeinflussen. Das kombinierte Modell nützt die Vorteile der jeweiligen Methode aus, hat eine bessere globale Verteilung und ist genauer und zuverlässiger als die Resultate der einzelnen Techniken. Im ersten Schritt werden kombinierte Modelle aus GNSS und Satellitenaltimetrie mit Daten von Low Earth Orbiter (LEO) Satelliten integriert, z.B. der FORMOSAT-3/COSMIC Mission, um die Ionosphärenparameter in Form von Elektronendichten als Funktion der Breite, Länge, Zeit und Höhe zu modellieren. Weil die LEO Missionen Auf- und Untergänge von GNSS Satelliten beobachten, sind sie in der Lage, vertikale Profile der ionosphärischen Refraktivität zur Verfügung zu stellen und 4D Ionosphärenmodelle in Form von Global Ionosphere Maps (GIM) zu entwickeln. Zur weiteren Verbesserung der Resultate werden die Ergebnisse mit externen Modellen und Daten zusammengeführt, z.B. der International Reference Ionosphere (IRI), dem La Plata Ionospheric Model (LPIM), und den Ionosphärendaten aus integrierten Profilen von Ionosonden. IRI hat sich in den letzten Jahren als sehr wertvolles Modell zur Beschreibung der mittleren Ionosphäre erwiesen, und weil Ionosonden sehr genaue vertikale Profile liefern, sind deren Ergebnisse von großem Nutzen bei der Assimilation innerhalb des Projektes MDION. Das kombinierte GIM kann verwendet werden, um Beobachtungen auf nur einer Frequenz zu korrigieren, die von vielen Radiofrequenz-Beobachtungsverfahren durchgeführt werden, und zur Validierung und Verbesserung von Ionosphärenparametern von anderen Techniken oder von theoretischen Modellen. Es kann auch als Informationsquelle für technik-spezifische instrumentelle Biases verwendet werden, wie den GNSS Differential Code Biases (DCBs) oder den Offsets der Satellitenaltimetrie, die als Nebenprodukte bestimmt werden. Im Weiteren soll innerhalb des Projektes die Auflösung der Modelle erhöht und es sollen die Modelle mit regionalen Daten verdichtet werden. Um dieses Ziel zu erreichen, wird ein Adjusted Spherical Harmonic (ASHA) Modell variablen Grades für regionale TEC Maps in genäherter Echtzeit entwickelt, zuerst über dem österreichischen permanenten GNSS Netz und dann über dem europäischen EUREF Permanentnetz. Generell werden die kombinierten Modelle zu verschiedenen Studien zur Physik der oberen Erdatmosphäre und der solar-terrestrischen Umgebung beitragen.

Personen

Projektleiter_in

Projektmitarbeiter_innen

Institut

Förderungmittel

  • FWF - Österr. Wissenschaftsfonds (National) Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)

Forschungsschwerpunkte

  • Außerhalb der TUW-Forschungsschwerpunkte: 30%
  • Environmental Monitoring and Climate Adaptation: 70%

Schlagwörter

DeutschEnglisch
Global Navigation Satellite SystemsGlobal Navigation Satellite Systems
IonosphäreIonosphere

Publikationen