Klobuchar, NeQuickG, BDGIM, GLONASS, IRI-2016, IRI-2012, IRI-Plas, NeQuick2, and GEMTEC Ionospheric Models: A Comparison in Total Electron Content and Positioning Domains

技术 格洛纳斯 全球导航卫星系统应用 总电子含量 国际参考电离层 电离层 卫星 数据集 大地测量学 计算机科学 全球定位系统 数学 环境科学 遥感 地理 地质学 物理 人工智能 地球物理学 电信 天文
作者
Yury Yasyukevich,D. A. Zatolokin,A. M. Padokhin,Ningbo Wang,B. Nava,Zishen Li,Yunbin Yuan,Anna Yasyukevich,C. Y. Chen,Артем Веснин
出处
期刊:Sensors [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:23 (10): 4773-4773
标识
DOI:10.3390/s23104773
摘要

Global navigation satellite systems (GNSS) provide a great data source about the ionosphere state. These data can be used for testing ionosphere models. We studied the performance of nine ionospheric models (Klobuchar, NeQuickG, BDGIM, GLONASS, IRI-2016, IRI-2012, IRI-Plas, NeQuick2, and GEMTEC) both in the total electron content (TEC) domain-i.e., how precise the models calculate TEC-and in the positioning error domain-i.e., how the models improve single frequency positioning. The whole data set covers 20 years (2000-2020) from 13 GNSS stations, but the main analysis involves data during 2014-2020 when calculations are available from all the models. We used single-frequency positioning without ionospheric correction and with correction via global ionospheric maps (IGSG) data as expected limits for errors. Improvements against noncorrected solution were as follows: GIM IGSG-22.0%, BDGIM-15.3%, NeQuick2-13.8%, GEMTEC, NeQuickG and IRI-2016-13.3%, Klobuchar-13.2%, IRI-2012-11.6%, IRI-Plas-8.0%, GLONASS-7.3%. TEC bias and mean absolute TEC errors for the models are as follows: GEMTEC--0.3 and 2.4 TECU, BDGIM--0.7 and 2.9 TECU, NeQuick2--1.2 and 3.5 TECU, IRI-2012--1.5 and 3.2 TECU, NeQuickG--1.5 and 3.5 TECU, IRI-2016--1.8 and 3.2 TECU, Klobuchar-1.2 and 4.9 TECU, GLONASS--1.9 and 4.8 TECU, and IRI-Plas-3.1 and 4.2 TECU. While TEC and positioning domains differ, new-generation operational models (BDGIM and NeQuickG) could overperform or at least be at the same level as classical empirical models.

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