Dergiler / Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2022 / Cilt: 11 - Sayı: 3

Farklı regresyon modelleriyle kestirilen zenit troposferik gecikmelerin değerlendirilmesi

Evaluation of zenith tropospheric delays estimated by different regression models

Sayfa
661–671
Yayın Tarihi
2022-10-21
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Analiz sonuçlarından RTF-DVR modelinin daha iyi sonuçları verdiği, bunu Elastik-Net ve Ridge modellerinin takip ettiği tespit edilmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Yapay zekâ ve makine öğrenimi alanındaki gelişmeler, GNSS uygulamalarındaki sorunlara alternatif çözümler sunmakta veya mevcut çözümlerin verimliliğini artırmaya imkân sağlamaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bunun için farklı yöntemlerden elde edilen sonuç ZTD modelleri karşılaştırılarak analiz edilmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Analiz sonuçlarından RTF-DVR modelinin daha iyi sonuçları verdiği, bunu Elastik-Net ve Ridge modellerinin takip ettiği tespit edilmiştir.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:RTF-DVR · CSRS-PPP · ZTD kestirimi

Özet

Yapay zekâ ve makine öğrenimi alanındaki gelişmeler, GNSS uygulamalarındaki sorunlara alternatif çözümler sunmakta veya mevcut çözümlerin verimliliğini artırmaya imkân sağlamaktadır. GNSS’de karşılaşılan birçok hata vardır ve bu hatalar kullanıcılar için problem oluşturmaktadır. Troposferik gecikme bunlardan birisidir. GNSS teknolojisine ilginin artmasıyla beraber öğrenme algoritmalarının atmosfer/troposfer çalışmalarında kullanımı, troposferik gecikme kestirimi için yeni modellerin oluşturulmasını önemli hale getirmiştir. Bu çalışmada, Radyal Tabanlı Destek Vektör Regresyonu (RTF-DVR), Ridge ve Elastik-Net regresyon modelleriyle zenit troposferik gecikmenin (ZTD) kestirilmesi amaçlanmış, makine öğrenimi esasına göre eğitilmiş yeni regresyon modellerinin ZTD kestiriminde alternatif olarak tercih edilebilirliği araştırılmıştır. Bunun için farklı yöntemlerden elde edilen sonuç ZTD modelleri karşılaştırılarak analiz edilmiştir. Analiz sonuçlarından RTF-DVR modelinin daha iyi sonuçları verdiği, bunu Elastik-Net ve Ridge modellerinin takip ettiği tespit edilmiştir. Sonrasında yeni modellerden elde edilen ZTD değerleri, Canadian Spatial Reference System–Precise Point Positioning (CSRS-PPP) ZTD değerleriyle karşılaştırılıp modellerin performansı değerlendirilmiştir. Değerlendirme sonuçlarına göre, CSRS-PPP’ye en uyumlu modelin RTF-DVR olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract

Advances in artificial intelligence and machine learning provide alternative solutions to the problems in GNSS applications or enable to increase the efficiency of existing solutions. There are many errors encountered in GNSS and these errors pose a problem to users. The tropospheric delay effect is one of them. The increasing interest in GNSS technology as well as the use of learning algorithms in atmosphere/troposphere studies have made it important to create new models for tropospheric delay estimation. In this study, it was aimed to estimate the zenith tropospheric delay (ZTD) by using Radial Basis Function-Support Vector Regression (RBF-SVR), Ridge and Elastic-Net regression models. The new regression models trained according to machine learning was investigated its preferability as an alternative in ZTD estimation. For this reason, the results obtained from different methods were analyzed by comparing the ZTD models. From the analysis results, it was determined that the RBF-SVR model gave the best results, followed by the Elastic-Net and Ridge models. Afterward, the ZTD values obtained from the new models were compared with the Canadian Spatial Reference System–Precise Point Positioning (CSRS-PPP) ZTD values and the performance of the models was evaluated. According to the evaluation results, it was concluded that RBF-SVR is the most compatible model to CSRS-PPP.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

AKAR, A. U., İNAL, C. (2022). Farklı regresyon modelleriyle kestirilen zenit troposferik gecikmelerin değerlendirilmesi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 11 - Sayı: 3, 661–671. https://ajindex.com/articles/584431

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (11)

  1. V. B. Mendes, Modeling the neutral-atmospheric propagation delay in radiometric space techniques. UNB geodesy and geomatics engineering technical report 199(10), 1999.
  2. A. Angrisano, S. Gaglione, C. Gioia, M. Massaro and U. Robustelli, Assessment of NeQuick ionospheric model for Galileo single-frequency users. Acta Geophysica, 61(6), 1457-1476, 2013. https://doi.org/10.2478/s11600-013-0116-2.
  3. M. Kahveci ve F. Yıldız, Uydularla Konum Belirleme Sistemleri (GPS/GNSS): Teori-Uygulama, 8. Basım, Nobel Yayıncılık, Ankara, 2017.
  4. P. Tregoning and T. A. Herring, Impact of a priori zenith hydrostatic delay errors on GPS estimates of station heights and zenith total delays. Geophysical Research Letters, 33(23), 2006. https://doi.org/10. 1029/2006GL027706. R. Dach, S. Lutz, P. Walser and P. Fridez, Bernese GNSS Software Version 5.2, User manual. Astronomical Institute, University of Bern, Bern Open Publishing, 2015. DOI: 10.7892/boris.72297, ISBN: 978-3-906813-05-9.
  5. K. Wilgan, F. Hurter, A. Geiger, W. Rohm and J. Bosy, Tropospheric refractivity and zenith path delays from least-squares collocation of meteorological and GNSS data. Journal of Geodesy, 91(2), 117-134, 2017. https://doi.org/10.1007/s00190-016-0942-5.
  6. P. Benevides, J. Catalao and G. Nico, Neural network approach to forecast hourly intense rainfall using GNSS precipitable water vapor and meteorological sensors. Remote Sensing, 11(8), 966, 2019. https://doi.org/10.3390/rs11080966.
  7. S. Li, T. Xu, N. Jiang, H. Yang, S. Wang and Z. Zhang, Regional zenith tropospheric delay modeling based on least squares support vector machine using GNSS and ERA5 data. Remote Sensing, 13(5), 1004, 2021. https://doi.org/10.3390/rs13051004.
  8. J. Böhm, A. Niell, P. Tregoning and H. Schuh, Global Mapping Function (GMF): A new empirical mapping function based on numerical weather model data. Geophysical research letters, 33(7), 2006. https://doi.org/10.1029/2005GL025546.
  9. J. Boisits, D. Landskron and J. Böhm, VMF3o: the Vienna Mapping Functions for optical frequencies. Journal of Geodesy, 94(6), 1-11, 2020. https://doi.org/10.1007/s00190-020-01385-5.
  10. H. S. Hopfield, Two‐quartic tropospheric refractivity profile for correcting satellite data. Journal of Geophysical research, 74(18), 4487-4499, 1969. https://doi.org/10.1029/JC074i018p04487.
  11. J. Saastamoinen, Contributions to the theory of atmospheric refraction. Bulletin Géodésique (1946-1975), 105(1), 279-298, 1972. https://doi.org/10. 1007/BF02521844. H. D. Black, An easily implemented a