Las sociedades de todo el mundo ahora dependen de los sistemas de navegación basados ​​en satélites, como GPS, para una multitud de aplicaciones, incluido el transporte, agricultura, municiones militares, servicios de emergencia, y redes sociales, entre otros. Sin embargo, los peligros naturales, como el clima espacial, pueden interrumpir las señales de estos sistemas globales de navegación por satélite (GNSS).

Para comprender mejor estas interrupciones, Sun y col. han desarrollado un modelo matemático que emula con precisión las interrupciones de las señales GNSS causadas por un fenómeno meteorológico espacial en particular:parches irregulares de baja densidad en el plasma iónico cargado que forma la ionosfera de la Tierra.

Estos parches de plasma de baja densidad generalmente se forman sobre el ecuador de la Tierra alrededor del crepúsculo y se conocen como burbujas de plasma ecuatoriales. Cuando las señales GNSS los encuentran, las señales sufren un tipo de modificación conocida como centelleo ionosférico, lo que puede atenuar su intensidad hasta el punto de que ya no sean detectados por un receptor, es posible que la señal se pierda.

Muchos satélites GNSS utilizan señales en dos frecuencias diferentes para contrarrestar el desvanecimiento provocado por el centelleo ionosférico. con una frecuencia actuando como respaldo. Sin embargo, aún podría perderse una señal si se interrumpen ambas frecuencias.

Para capturar los efectos del centelleo ionosférico y explorar los beneficios de las señales GNSS de doble frecuencia, los investigadores desarrollaron el nuevo modelo utilizando un enfoque matemático conocido como cadena de Markov. Estimaron los parámetros para el modelo a partir de datos sobre las interrupciones reales de la señal causadas por el centelleo ionosférico sobre Hong Kong el 2 de marzo de 2014.

Para probar el modelo, los investigadores compararon sus predicciones con datos del mundo real y descubrieron que emulaban con precisión el tiempo y la duración de las interrupciones reales de la señal y lo hicieron con mayor precisión que un modelo anterior que no utilizaba un enfoque de cadena de Markov. Las simulaciones de modelos también sugieren que las señales GNSS de doble frecuencia pueden, Por supuesto, contrarrestar significativamente los efectos disruptivos del centelleo fuerte, específicamente en el contexto de la navegación aérea.

En el futuro, este nuevo enfoque de modelización podría ampliarse para mejorar la comprensión de otros efectos del centelleo ionosférico en las señales GNSS, así como sus efectos en otras latitudes. Una mejor comprensión de estas interrupciones podría, en última instancia, informar los esfuerzos para hacer que los satélites GNSS sean más resistentes al centelleo y otras formas de clima espacial.

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de Eos, alojado por la American Geophysical Union. Lea la historia original aquí.