Gerdien-kondenzátor elvű, felső légköri ionkoncentrációs mérések mérésadatkiértékelése

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Dobrowiecki Tadeusz Pawel
Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

A középső, illetve felsőbb légkör igen érdekes terület a légköri ionizáció szempontjából, ám sajnos nehéz hozzáférhetősége miatt, jelenleg kevés mérési eredmény áll a rendelkezésünkre. Az egyik legsikeresebb mérési elrendezés a mai napig az úgynevezett Gerdien kondenzátor, amely az alkalmazott feszültség hatására képes megkülönböztetni az egyes ioncsoportokat egymástól. Az ilyen mérések különösen érdekesek a magas szélességi fokon fekvő területeken, hiszen a galaktikus sugárzás nagyobb behatolóképessége miatt magasabb fokú ionizációra számíthatunk.

Jelen szakdolgozat célja a címben is említett Gerdien kondenzátorokkal történő, középső légköri mérésnek minden, a méréskiértékeléssel kapcsolatos feladatnak a részletes ismertetése, kezdve a környezeti hatások okozta zajok meghatározásától, egészen egy szimulált mérés teljes kiértékeléséig. A mérőeszköz egy konkrét kísérlet céljából lett megépítve, így ténylegesen felhasználásra került egy hordozó rakétán. A kísérlet valódi célja a középső légkörben jelen lévő ionok mobilitásának, illetve koncentrációjának mérése, amelynek módját, fizikai hátterét, illetve a korlátait a dolgozat részletesen is tárgyalja. A fő kihívást az jelenti, hogy egy ilyen mérést a meghatározott 25-80 km-es magasságtartományban, csakis rakétával, illetve korlátozott tartományon esetleg kutató léggömbbel lehet elvégezni. Éppen ezért nemcsak a mérési idő lesz korlátozott, hanem rengeteg környezetből adódó zaj terhelheti a mért adatokat. Elsődleges célja a dolgozatnak feltárni ezeket a tényezőket, figyelembe véve a mérőeszköz torzításait is. Ezeknek a meghatározása igen fontos ahhoz, hogy képesek legyünk meghatározni egy mérési modellt, amelynek megléte elengedhetetlen, hogy kezelni tudjuk a mérési eredményeket. További problémát jelent, hogy nem tudjuk pontosan validálni az elkészült modellt, így néhány esettől eltekintve kénytelenek vagyunk pusztán a valószínűségre hagyatkozni. Éppen ezért a dolgozat során igen nagy szerephez jutnak a valószínűségelmélet fogalmai. Felhasználásra kerülnek továbbá olyan módszerek, amelyeket gyakran használnak bizonytalanságok meghatározására. Ilyenek például a Monte-Carlo szimuláció, a GUM, a Maximum-Likelihood becslés. Kitekintésként felvázolásra kerül egy lehetséges feldolgozó algoritmus, amely képes automatikusan is elvégezni a méréskiértékelést. Ennek használhatóságát a végén egy szimulált mérés teljes kiértékelésével bizonyítjuk is.

A dolgozat végére tehát a legtöbb zavaró hatás részletesen ismertetésre kerül, amely alapján a mérés teljes modelljének felállítása lehetségessé válik, majd miután ezt megtettük meghatározásra kerülnek az eredő bizonytalanságok is, amelyek segítségével megszerkeszthető lesz egy konfidenciaintervallum. Legvégül ezeket az eredményeket felhasználva az elkészült feldolgozó szoftvert is próbára tesszük.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.