Investigações preliminares sobre a influência do clima espacial no posicionamento relativo com GNSS

Abstract

O erro devido à ionosfera nas observáveis GNSS (Global Navigation Satellite System) é diretamente proporcional à densidade de elétrons presente na ionosfera e inversamente proporcional a frequência do sinal. Da mesma forma que no posicionamento por ponto, os resultados obtidos no posicionamento relativo são afetados pelo efeito sistemático da ionosfera, que é uma das maiores fontes de erro no posicionamento com GNSS. Mesmo considerando que parte dos erros devido à ionosfera é cancelada na dupla diferenciação, a ionosfera pode causar fortes impactos no posicionamento relativo. O problema principal neste método de posicionamento é a variação espacial na densidade de elétrons, que pode ocorrer em função de vários fatores, tais como hora local, variação sazonal, localização do usuário, ciclo solar e atividade geomagnética. Dependendo das condições do clima espacial, que é controlado pelo Sol, a atividade geomagnética pode ser alterada de forma significativa, dando origem a uma tempestade geomagnética. Nesta pesquisa foram avaliados os efeitos da ionosfera no posicionamento relativo, com observações GNSS da fase da onda portadora (L1), nas regiões ionosféricas de latitude média e alta e na região equatorial. Nas duas primeiras regiões foram analisados os efeitos da ionosfera em períodos de irregularidades, decorrentes de tempestades geomagnéticas. Na região equatorial, que engloba o Brasil, foram analisados os efeitos da ionosfera em função da variação diária e sazonal. No processamento dos dados GNSS foi utilizado o GPSeq, que processa os dados na forma recursiva e fornece os Resíduos Preditos da Dupla Diferença da Fase (RPDDF)...

The error caused by ionosphere on GNSS (Global Navigation Satellite System) is directly proportional to the density of electrons from ionosphere and inversely proportional to the frequency squared of the signal GNSS. As in the case of point positioning, results in relative positioning are affected by systematic effect from ionosphere, which is one of major error sources in the GNSS positioning. Although some errors caused by ionosphere are canceled in double difference, strong impacts may be caused by ionosphere on the relative positioning. In this positioning the main problem is the spatial variation in electron density that can occur due local time, seasonal variation, user location, solar cycle, geomagnetic activity, etc. Depending on the conditions of space weather, in which is controlled by the Sun, the geomagnetic activity can be changed inducing geomagnetic storms. In this research the effects from ionosphere has been evaluated in GNSS relative positioning using L1 carrier phase observations, at the three regions of the ionosphere: middle and high latitudes and equatorial region. In regions of middle and high latitudes have been analyzed the effects from ionosphere in irregularities periods, caused by geomagnetic storms. In the equatorial region, including Brazil, have been analyzed the effects from ionosphere according daily and seasonal variation. In the processing GNSS data has been used GPSeq software. This software processes the data in a recursive form and provides the Predicted Residual of Carrier Phase Double Difference (PRCPDD) ... (Complete abstract click electronic access below)