Ionospheric Total Electron Content Measuring Instrument by Using Single Frequency GPS Satellite

This project presents the development of a single-frequency GPS-based total electron content measurement tool. It applies theories related to total electron content in the ionospheric layer and the measurement of total electron content using GPS time delay to design the single-frequency GPS total electron content measurement tool. The tool consists of an antenna, a single-frequency GPS satellite receiver, a data processing unit for evaluating and calculating total electron content, and a display unit for showing total electron content data. The performance of the single-frequency GPS total electron content measurement tool is tested by comparing it with total electron content data obtained from the International Reference Ionosphere (IRI) model, which is a global reference model for electron content. The tool is also put to practical use. The results of the comparison and practical applications conclude that the single-frequency GPS-based total electron content measurement tool can be effectively utilized, with the difference from the IRI model being 50 TECU

ดาวเทียม Global Positioning System (GPS) มีการใช้กันอย่างแพร่หลาย เพื่อระบุตำแหน่งบนพื้นโลก และอำนวยความสะดวกต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นการระบบนำร่องการขึ้นลงของเครื่องบิน ระบบขนส่งที่ใช้ใช้ระบบนำทาง GPS งานก่อสร้าง งานอุตสาหกรรม โดยใช้ GPS ระบุตำแหน่ง ในปัจจุบันได้มีการพัฒนาอุปกรณ์รับสัญญาณ GPS ให้มีความแม่นยำสูง แต่ยังมีปัจจัยอื่นที่ทำให้การรับสัญญาณ GPS เกิดความผิดพลาด ส่งผลกระทบโดยตรงต่อการเดินทางของสัญญาณจากดาวเทียมมายังพื้นโลก นั้นหมายความว่าความแม่นยำในการระบุตำแหน่งลดลงเนื่องจากความคลาดเคลื่อนที่เกิดขึ้นจากการเดินทางของสัญญาณดาวเทียมบนชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ เครื่องรับโดยใช้สัญญาณความถี่เดียวจะให้ข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในชั้นบรรยากาศรอบนอก การวัดนี้จำเป็นสำหรับการใช้งานต่างๆ เช่น การจำลองบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์สำหรับการตรวจสอบสภาพอากาศในอวกาศ และการแก้ไขสัญญาณ GPS โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงเวลาที่ความล่าช้าของไอโอโนสเฟียร์ส่งผลกระทบโดยตรงต่อการสื่อสารผ่านดาวเทียม การวิเคราะห์ความล่าช้าของสัญญาณ GPS ที่เกิดจากชั้นบรรยากาศรอบนอก ซึ่งประเมินผ่านการประมาณค่า GPS TEC ความถี่เดียว ช่วยให้สามารถกำหนดค่าความหนาแน่นของอิเล็กตรอนตามเส้นทางสัญญาณได้ แม้จะอาศัยความถี่เดียว แต่อัลกอริทึมและแบบจำลองขั้นสูงช่วยให้การประมาณค่า TEC แม่นยำโดยการเปรียบเทียบ GPS TEC ความถี่เดียวกับ TEC จากอัลกอริทึม IGS และแบบจำลอง IRI หลังจากที่ได้ทำการศึกษาและทบทวนงานวิจัยที่เกี่ยวข้องโดยเฉพาะการศึกษาค่าอิเล็กครอนรวมในชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ คณะผู้จัดทำได้นำงานวิจัยของ Thanapon Keokhumcheng and Prasert Kenpankho ที่นำเสนอเกี่ยวกับการหาค่าอิเล็กตรอนด้วยดาวเทียม GPS แบบความถี่เดียวมาศึกษาต่อในการจัดทำเครื่องวัดค่าค่าอิเล็กครอนรวมในชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ โครงงานนี้จะเป็นการนำค่าที่ได้จากเครื่องรับสัญญาณดาวเทียม GPS และนำข้อมูลที่ได้รับจากดาวเทียมไปวิเคราะห์หาค่า TEC และจะบันทึกผลข้อมูลแล้วแสดงผลข้อมูลออกมาผ่านจอ LCD โดยข้อมูลที่บันทึกจะรวมถึงค่าอิเล็กตรอนรวม วันที่ เวลา และตำแหน่งที่ทำการวัด ทำให้สามารถติดตามและเปรียบเทียบข้อมูลในภายหลังได้อย่างมีประสิทธิภาพ ใช้ USB Flash drive ในการเก็บข้อมูล