GPS-basierte Bestimmung dreidimensionaler Elektronendichteverteilungen in der Ionosphäre:
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG
1
1.1 MOTIVATION. 2
1.2 ZIELSTELLUNG UND LOESUNGSANSATZ . 3
2 DIE IONOSPHAERE
5
2.1 ENTSTEHUNG UND AUFBAU. 6
2.2 DIE SCHICHTEN DER IONOSPHAERE . 9
2.3 REGIONALE ANOMALIEN. 13
2.4 STOERUNGEN DER IONOSPHAERE . 13
2.4.1 LONOSPHAERENSTUERME. 14
2.4.2 WANDERNDE IONOSPHAERISCHE STOERUNGEN. 16
2.4.3 KLEINRAEUMIGE IRREGULARITAETEN. 16
2.5 AUSBREITUNG ELEKTROMAGNETISCHER WELLEN. 17
2.5.1 DER BRECHUNGSINDEX . 17
2.5.2 BRECHUNGSINDEX UND STRAHLENWEG. 21
3 FERNERKUNDUNG DER IONOSPHAERE 23
3.1 RADIOSONDIERUNG . 24
3.1.1 IONOSONDEN . 24
3.1.2 RADAR. 27
3.2 FERNERKUNDUNG MIT GNSS. 28
3.2.1 NNSS. 28
3.2.2 NAVSTAR-GPS. 29
3.2.3 RADIOOKKULTATIONS-MESSUNGEN. 35
4 MODELLE DER IONOSPHAERE UND PLASMASPHAERE 39
4.1 DAS TEC-MODEL NTCM. 40
4.2 DIE INTERNATIONALE REFERENZ-IONOSPHAERE (IRI). 40
I
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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II
INHALTSVERZEICHNIS
4.3 DAS GALLAGHER-PLASMASPHAERENMODELL. 42
5 TEC-BESTIMMUNG AUS KOMBINIERTEN GPS-MESSUNGEN 47
5.1 KORREKTUR DER GPS-TRAEGERPHASENMESSUNGEN. 48
5.1.1 DIE WIDE-LANE-KOMBINATION. 49
5.1.2 LL-L2-PHASENKOMBINATION. 50
5.1.3 DETEKTION VON CYCLE-SLIPS IN DER WIDE-LANE-KOMBINATION . 50
5.1.4 DETEKTION VON CYCLE-SLIPS IN LL-L2-PHASENKOMBINATION. 51
5.1.5 KORREKTUR DER CYCLE-SLIPS. 51
5.2 AUSWERTUNG VON KODE- UND PHASENMESSUNGEN. 52
6 TOMOGRAPHIE 57
6.1 GRUNDLAGEN DER TOMOGRAPHIE. 58
6.2 INVERSE UND SCHLECHT GESTELLTE PROBLEME. 61
6.3 LOESUNG SCHLECHT GESTELLTER PROBLEME. 63
6.3.1 DIE GENERALISIERTE INVERSE. 64
6.3.2 BAYES-SCHAETZUNG. 66
6.3.3 MAXIMUM-ENTROPIE. 67
6.3.4 REGULARISIERUNG. 67
6.4 TOMOGRAPHISCHE REKONSTRUKTIONSMETHODEN. 69
6.4.1 SINGULAERWERTZERLEGUNG. 69
6.4.2 ITERATIVE ALGEBRAISCHE REKONSTRUKTIONSVERFAHREN. 71
6.5 METHODEN UND PROBLEME DER IONOSPHAEREN
TOMOGRAPHIE . 74
6.5.1 SPEZIELLE PROBLEME DER IONOSPHAERENTOMOGRAPHIE. 75
6.5.2 METHODEN DER IONOSPHAERENTOMOGRAPHIE. 77
7 3D-IONOSPHAERENTOMOGRAPHIE 79
7.1 VERFAHRENSUEBERSICHT. 79
7.2 DATENGRUNDLAGE. 82
7.3 PLASMASPHAERENKORREKTUR. 84
7.4 DEFINITION DER VOXEL. 88
7.4.1 WGS-84. 88
7.4.2 VOXEIDEFINITION UND AUFLOESUNGSVERMOEGEN. 90
7.5 DAS INVERSIONSVERFAHREN . 91
7.6 REGULARISIERUNG. 92
7.7 AUSGLEICH VON DATENLUECKEN. 93
7.8 OPERATIONELLE ASPEKTE. 94
INHALTSVERZEICHNIS
III
8 VERFAHRENSBEWERTUNG UND ERGEBNISBEISPIELE 99
8.1 TEC-VERGLEICH.100
8.2 STATISTISCHER VERGLEICH MIT IONOSONDENDATEN.102
8.3 TOMOGRAPHIE WAEHREND EINES IONOSPHAERENSTURMS.104
8.4 TOMOGRAPHIE MIT RADIO-OKKULTATIONSDATEN.112
9 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 117
LITERATURVERZEICHNIS 122 |
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