Paaugstinātas jonosfēras aktivitāte

Jonosfērā sākas ap 50 km augstumā un beidzas ap 1000 km, tā ietekmē GNSS signālu izplatīšanos un var negatīvi ietekmēt GNSS signālu izsekošanu un pozicionēšanas veiktspēju.

Jonosfēras aktivitāte ir atkarīga no ģeogrāfiskās atrašanās vietas, dienas laika, gada laika un 11 gadu saules cikla. Augstākā jonosfēras aktivitāte parādās ap 20 grādiem ziemeļos un dienvidos no ģeomagnētiskā ekvatora.

Blakus esošajā attēlā parādītas ikmēneša saules plankumu skaita laikrindas, kas ir saistītas ar 11 gadu saules ciklu.

Pamatojoties uz izmērīto (melnā līnija) un prognozēto (sarkanā līnija) Saules plankumu skaitlis pašreizējam saules ciklam 25, redzams, ka šobrīd esam pieauguma periodā jonosfēras aktivitāte. Paredzamās jonosfēras aktivitātes maksimums Saules ciklā 25 ir līdzīgs saules aktivitātei 24. cikls, kas sasniedza maksimumu 2015./2016. Tā rezultātā var paredzēt biežāku un lielāku nelabvēlīgu ietekmi uz GNSS izsekošanu un pozīcijas noteikšanu

Saules cikla saules plankumu numurs, ko publicējis Kosmosa laikapstākļu prognozēšanas centrs, NOAA, 2023.

Kā tiek ietekmēta augstas precizitātes GNSS?

Kad signāls tiek pārvadīts caur uzlādētām daļiņām ionosfērā, GNSS signāls tiek aizkavēts, kur jonosfēriskā aizkave ir proporcionāla kopējam elektronu saturam (TEC) gar signāla ceļu. Turklāt vietējās elektronu blīvuma neatbilstības izraisa tā saucamās jonosfēriskās scintilācijas*. Tās ir straujas laika svārstības gan transjonosfēras GNSS signālu amplitūdā, gan fāzē.

Augstas precizitātes GNSS sensori var novērtēt un koriģēt nelabvēlīgu jonosfēras ietekmi. Tomēr neatkarīgi no ražotāja GNSS sensori nav imūni pret augstu jonosfēras aktivitāti, kam var būt šāda ietekme uz augstas precizitātes GNSS:
• GNSS signāla izsekošanas pasliktināšanās, kas izraisa samazinātu izmantojamo satelītu skaitu
• L-Band sakaru saites stipruma samazināšanās, kas izraisa periodisku labojumu saņemšanu, piemēram, saņemot PPP vai RTK savienojuma datus
• Palielināts RTK inicializācijas un PPP konverģences laiks
• Samazināta pozicionēšanas precizitāte RTK fiksētajiem un PPP konverģētajiem risinājumiem

Tā kā TEC mainās atkarībā no uztvērēja ģeogrāfiskās atrašanās vietas, diennakts laika, gadalaika un saules aktivitātes līmeņa, nav viegli prognozēt pastiprinātas jonosfēras ietekmes ietekmi uz augstas precizitātes GNSS.

*Jonosfēriskās scintilācijas  – ir elektromagnētisko viļņu un signālu nestabilitāte un nestabilitāte atmosfēras ionosfēras augstākajā slānī. Tās var ietekmēt radiolokācijas, navigācijas un komunikācijas sistēmas.

Kā GNSS lietotājs var mazināt sekas?

Lai mazinātu paaugstinātas jonosfēras aktivitātes ietekmi uz augstas precizitātes GNSS darbību, ieteicams veikt šādas darbības:

• Izmantojiet jaunāko programmaparatūra versiju visiem GNSS sensoriem, lai sasniegtu vislabāko GNSS izsekošanas un pozicionēšanas veiktspēju

• Izmantojiet vairāku konstelāciju (GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou, QZSS), lai palielinātu pozicionēšanas risinājumam pieejamo novērojumu skaitu un palielinātu izsekoto GNSS signālu daudzveidību.

• Izmantojiet GNSS novērojumus un vairāku frekvenču (3 vai vairāk) RTK korekcijas, kas var palīdzēt mazināt jonosfēras efektus.

• Ja iespējams, izmantojiet RTK korekcijas datus, kas ģenerēti no bāzes stacijas ar īsāku bāzes līnijas garumu

• Izmantojiet noklusējuma pacēluma leņķi (cut-off angle) 10 grādi

• Ja iespējams, izmantojiet mobilo internetu PPP/RTK savienojuma datu saņemšanai kā rezerves kopiju L-Band sakaru saitei.

• Lai veiktu precīzus ģeodēziskos mērījumus, izmantojiet divkāršu/vairāku uzmērīšanu, dažādos laikos dažādās jonosfēriskās situācijās.

Lai gan iepriekš minētās darbības palīdz mazināt paaugstinātās jonosfēras aktivitātes nelabvēlīgo ietekmi, ārkārtējos scintilācijas scenārijos var tikt ietekmēti visi GNSS un L-joslas signāli. Tas var izraisīt ievērojamu GNSS pozicionēšanas pasliktināšanos vai pat pilnīgu zudumu.

Jaunākās Ziņas