180 likes | 402 Views
Satelitn í navigační systémy a ionosféra. Josef Bo š ka . Ústav fyziky atmosféry AVČR. Globální družicové polohové systémy:. GPS (USA) GLONASS (Rusko) GALILEO (EU civiln í) COMPASS Regionální (BEIDOU,IRNSS,QZSS).
E N D
Satelitní navigační systémy a ionosféra. Josef Boška. Ústav fyziky atmosféry AVČR
Globální družicové polohové systémy: • GPS (USA) • GLONASS (Rusko) • GALILEO (EU civilní) • COMPASS • Regionální (BEIDOU,IRNSS,QZSS). Signály ze satelitů se šíří různými vrstvami atmosféry. Rychlost šíření se mění se změnami indexu lomu atmosféry. Ionosféra n<1, troposféra n>1. To má zásadní vliv na přesnost systémů.
Zdroje nepřesnosti satelitní navigace: • Příčina Velikost • Efemeridy družic ± 2,1m • Družicové hodiny ± 2,1m • Ionosférická refrakce ± 4,0m • Troposférické refrakce ± 0,7m • Vícecestné šíření signálu ± 1,4m • Přijímač ± 0,5m
V důsledku existence volných elektronů je klíčovým parametrem pro navigaci TEC, což je obsah elektronů ve sloupci o ploše 1m2 z místa pozorování k satelitu: Excesivní dráha pro fázové zpoždění, relevantní pro měření fáze nosné vlny Excesivní dráha pro grupové zpoždění, relevantní pro kódová měření
L2 L1 Závislost ionosférického zpoždění na TEC a frekvenci signálu.
Variace TEC: • 11 letý cyklus sluneční aktivity • Roční variace (zimní anomálie) • 27 denní variace sluneční rotace • Silná denní variace • Regionální variace • Scintilace ionosféry:max. 20° okolo magnetického rovníku,aurorální oblast • Kratkodobé změny: • Geomagnetické bouře • TID events a pod.
Korekce ionosférické chyby GNSS pomocí modelů. • Korekční modely předpovídají ionosferickou chybu bez měřených dat. • Klobucharův model: nejstarší a nejpoužívanější model, sada osmi koefecientů polynomů vysílaných s navigačním signálem. Vytvořený pro jednofrekvenční pozorování na frekvenci L1. Jeho přesnost je ovšem pouze 50%.
Real time ionosferická korekce pro single frequency přijímače používající NeQuick model. NeQuick 2 profily aTEC podél dráhy paprsku pro danný čas,místo a sluneční aktivitu. 900 vertikální profil aTEC. NeQuick model plánován pro použití v systému Galileo.
Geomagnetická bouře 29.10. – 1.11.2003 Kp 9 30.10. – 31.10.2003 (Dst –383).
IonosferickábouřeŘíjen - Listopad 2003, kritická frekvence F2 vrstvy. • Juliusruh (54.6N, 13.4E) • Chilton (51.5N, -1.3E) • Athens (38.0N, 23.6E) • IRI model data
Ionosférickábouře 20.11. – 23.11.2003 • Juliusruh (54.6N, 13.4E) • Chilton (51.5N, -1.3E) • Athens (38.0N, 23.6E) • IRI model data
Serie iononogramůpozorovaných na observatoři Průhonice v průběhu bouře 20.11.2003.
Ionosférické Scintilace. Scintilace jsou rychlé fluktuace amplitudy nebo fáze signálu GPS způsobené ionosférickými fluktuacemi.Zdroje: rychlé variace TEC nebo v troposféře např. variace vodních par. Jicamarca radar