ارزیابی کارائی تبدیل فوریه در مدل سازی و پیش بینی سری زمانی تغییرات یونسفر

در این پژوهش مقدار محتوای الکترون کلی (TEC) یونوسفر با استفاده از تبدیل فوریه (FT) مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای این منظور مشاهدات ایستگاه GPS تهران (N۳۵.۶۹ ، E۵۱.۳۳) که یکی از ایستگاه های شبکه جهانی IGS است، از سال ۲۰۰۷ تا سال ۲۰۱۸ مورد استفاده قرار می گیرد. با استفاده از مشاهدات سال های ۲۰۱۷-۲۰۰۷ ضرایب سری فوریه محاسبه شده و فرکانس های غالب موجود در آن استخراج می شود. سپس با استفاده از ضرایب سری فوریه بدست آمده، مقدار TEC به صورت روزانه، ماهانه و سالیانه برای سال ۲۰۱۸ پیش بینی می شود. به منظور ارزیابی روش پیشنهادی در این تحقیق، نتایج حاصل با مقادیر TEC حاصل از GPS (GPSTEC)، مدل کریجینگ معمولی (OKTEC) و همچنین TEC حاصل از شبکه جهانی IGS (GIMTEC) مقایسه شده اند. پارامترهای آماری خطای نسبی، جذر خطای مربعی میانگین (RMSE)، ضریب همبستگی و هیستوگرام باقیمانده ها برای ارزیابی نتایج مورد استفاده قرار می گیرند. براساس نتایج، پیش بینی مقدار TEC حاصل از سری فوریه در سال ۲۰۱۸ دارای بیشینه خطای نسبی ۱۶.۶۲% وجذر خطای مربعی میانگین،  ۱.۹۷ TECU  است. برای مدل GIM بیشینه مقادیر خطای نسبی و RMSE به ترتیب ۴۵.۴۰% و ۳.۵۰ TECU به دست آمده است. همچنین برای مدل کریجینگ معمولی مقادیر خطا به ترتیب برابر با ۲۱.۳۵% و ۲.۱۲ TECU شده است. تحلیل هیستوگرام باقیمانده ها نیز حاکی از دقت بالاتر مدل FT نسبت به مدل های GIM و کریجینگ معمولی است. نتایج حاصل نشان می دهند که روش تبدیل فوریه قابلیت بالایی برای تخمین سری زمانی TEC در دوره فعالیت های آرام خورشیدی را دارد.

کلیدواژه ها:

یونسفر ، تبدیل فوریه ، پیش بینی ، مقدار محتوای کلی الکترون ، سیستم تعیین موقعیت جهانی ، GIM