Utilización de mediciones GPS para el análisis de la ionosfera. Aplicaciones geodésicas y geofísicas

BRUNINI C.; MEZA A.; GENDE M.

Contribuciones a la Geodesia en la Argentina de fines del siglo XX

Universidad Nacional de Rosario

Lugar: Rosario; Año: 1999; p. 187 - 213

Las señales de los satélites GPS recibidas por receptores ubicados sobre o cercanos a la superficie terrestre han atravesado la atmósfera terrestre y por lo tanto han sido afectados por la refracción atmosférica. En las aplicaciones de posicionamiento esta refracción es típicamente vista como ruido y por lo tanto es removido de tas medidas utilizando un modelo apropiado. Desde otro punto de vista el efecto de refracción en las mediciones con GPS contiene información útil que ha sido acu­mulada al pasar a través de la atmósfera. En este escenario, los retar­dos ionosférico y troposférico son vistos como datos obtenidos a través de un sondeo remoto relacionados con los parámetros atmosféricos, con la posibilidad de recuperar algunos o todos estos paráme­tros a través de un análisis apropiado de los datos. En los últimos años se han construido un gran número de estaciones de rastreo permanentes GPS, la mayoría de ellas están bajo fa administración del Servicio Internacional GPS para la Geodinámica (siglas en ingles IGS). En abrí! de 1995, el satélite Wícrolab 1 con un receptor GPS a bordo, fue lanzado en órbita circular de aproximadamente 730 km de altura y 60° de Inclinación. El experimento fue denominado GPS-MET. Los datos extraídos de las estaciones terrestres y la espacial pueden ser utilizado para estudiarla ionosfera, entre otras cosas. La clave de este tipo de investigación de la ionosfera es que hacemos uso de un conjunto de observaciones que monitorean fa ionosfera en forma rutinaria y continua a escafa global. En particular trabajaremos en la esti­mación de parámetros que describen la distribución de electrones libres en la ionosfera. Este capítulo analiza modelos ionosféricos, en dos y en tres dimensiones, utilizando observaciones GPS. El retardo de la señal GPS registrado en los receptores tanto terrestres como espaciales debido a la presencia de electrones libres en la atmósfera es proporcional al contenido total de electrones a lo largo del camino de la señal. De esta manera los datos de las estaciones en Tierra nos permiten la deter­minación de mapas globales del contenido total vertical de electrones en fa ionosfera. Si sumamos los datos colectados en el experimento GPS -MET nos es posible determinar la densidad de electrones en función de la latitud, longitud y altura en un sistema de referencia Sol -fijo.Al final del capitulo ajustamos un modelo de ionosfera utilizando las mediciones colectadas por un receptor GPS en doble frecuencia y luego aplicamos dichos resultados para corregir las observaciones en simple frecuencia. Discutiremos las ventajas y desventajas del modelo y también describiremos un sistema original para producir en forma automática mapas ionosféricos. Estos mapas pueden ser almacenados diariamente en una computadora estando disponibles tanto para investigaciones geofísicas como para aplicaciones geodésicas