Haixia Lyu defensa la seva tesi sobre contribucions al modelat ionosfèric amb GNSS en la funció de mapatge, la tomografía i les característiques del contingut electrònic polar

Aquesta dissertació està centrada en determinar la distribució vertical del contingut d'electrons enresolució vertical baixa i alta a partir de mesures GNSS terrestres i a bord de satèl·lits d'òrbita baixa (LEO), a més d'utilitzar mesures GNSS des de vaixells i mesures DORIS, a més de millorar el coneixement de la climatologia de la ionosfera a les regions polars i en latituds mitjanes de l'hemisferi nord. Les contribucions es poden resumir en els següents quatre aspectes:

La primera contribució consisteix a proposar un nou concepte de funció de mapatge ionosfèric: la funció de mapatge ionosfèric de Barcelona (BIMF), amb la finalitat de millorar la precisió de conversió de STEC (contingut total d'electrons inclinat) a partir de qualsevol model de VTEC (contingut total d'electrons vertical). BIMF es basa en el modelatge climàtic de la fracció VTEC en la segona capa - µ2, que és el subproducte de UQRG generat per UPC. La primera implementació de BIMF és BIMF-nml per a les latituds mitjanes de l'hemisferi nord. µ2 es modela en funció del dia i l'hora local. Des de la perspectiva de l'usuari, BIMF és la combinació lineal de µ2 i la funció de mapatge ionosfèric estàndard, i només necessita 41 coeficients constants, la qual cosa fa que BIMF sigui facilmente aplicable. El seu bon comportament es va demostrar en l'avaluació dSTEC per a diferents IGS GIM: UQRG, CODG i JPLG.

La segona contribució es va centrar en confirmar la capacitat dels GIM UQRG per a detectar característiques ionosfèriques representatives en regions polars a través de sis estudis de casos, que inclouen llengües de ionització (TOI), depressió de ionització en forma de canal, successos de transferència de flux, theta-aurora, patrons de convecció ionosfèrica i densitat augmentada durant tempestes geomagnètiques. Les dades a llarg termini de VTEC i µ2 proporcionen valuoses bases de dades per a estudiar la morfologia i climatologia dels fenòmens ionosfèrics polars. Els resultats d'agrupament no supervisats de la distribució normalitzada de VTEC mostren que els TOI i els pegats en els casquets polars exhibeixen una dependència anual, és a dir, la majoria dels TOI i pegats ocorren en l'hivern de l'Hemisferi Nord i l'estiu de l'Hemisferi Sud.

La tercera contribució ha consistit a proposar un mètode híbrid: AVHIRO (el model híbrid Abel-VaryChap a partir de dades de RO incomplets en la part superior), per a resoldre un problema de rang deficient en la recuperació de la densitat electrònica amb el model d'Abel. Aquest treball està motivat pel futur sistema polar EUMETSAT de segona generació, que proporciona dades truncades de RO ionosfèrica, només per sota de les altures d'impacte de 500 km, amb la finalitat de garantir una recopilació completa de mesures de la part neutra. AVHIRO aprofita un model Linear Vary-Chap, on l'altura de l'escala augmenta linealment amb l'altitud per sobre del pic de la capa F2, i utilitza la cerca Powell per a resoldre les densitats completes d'electrons, el terme d'ambigüitat i quatre paràmetres del model Vary-*Chap simultàniament, tenint en compte les interaccions no lineals entre els paràmetres desconeguts.

La quarta contribució és aprofitar la geometria aportada per la combinació de dades GPS DORIS, Galileo en terra, LEO-POD i amb vaixell, i incorporar els mesuraments de la fase de la portadora de doble freqüència de múltiples fonts en el model tomogràfic per a millorar la precisió d'estimació del GIM VTEC. L'impacte d'agregar cada tipus de mesuraments, que són dades de Galileo, dades de GPS basats en embarcacions, dades de GPS DORIS i LEO-POD, a dades de GPS terrestres en productes GIM s'examina d'acord amb dos criteris d'avaluació complementaris, comparació amb VTEC[JASON3] i amb dSTEC[GPS]. Aquest estudi demostra el millor rendiment esperat del GIM per la nova ingesta de dades en el model tomogràfic, que és un reeixit pas endavant des de la concepció fins a la validació experimental inicial.