EFEITOS DA IONOSFERA NO SISTEMA GPS
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- Gustavo Sacramento de Mendonça
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1 EFEITOS D IONOSFER NO SISTEM GPS L.F.C. de Rezende, Eurico R. de Paula, I.J.Kantor, M.T..H. Muella ERONOMY DIVISION NTIONL INSTITUTE FOR SPCE RESERCH ( INPE) IV GEGE Potencialidade do Sinal GNSS no Monitoramento da tmosfera
2 CONDIÇÃO IDEL PR COMUNICÇÃO STÉLITE TERR
3 ENTRETNTO, N VID REL S COISS NÃO SÃO TÃO FÁCEIS.
4 TÓPICOS
5 MECNISMOS FÍSICOS QUE DÃO ORIGEM ÀS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS E SUS CRCTERÍSTICS. TÓPICOS
6 TÓPICOS MECNISMOS FÍSICOS QUE DÃO ORIGEM ÀS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS E SUS CRCTERÍSTICS. DEPENDÊNCI DS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS EM RELÇÃO À: ESTÇÃO DO NO HOR LOCL TIVIDDE SOLR TIVIDDE MGNÉTIC
7 TÓPICOS MECNISMOS FÍSICOS QUE DÃO ORIGEM ÀS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS E SUS CRCTERÍSTICS. DEPENDÊNCI DS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS EM RELÇÃO À: ESTÇÃO DO NO HOR LOCL TIVIDDE SOLR TIVIDDE MGNÉTIC OS EFEITOS DO CONTEÚDO ELETRÔNICO TOTL (CET) SOBRE O SINL GPS.
8 TÓPICOS MECNISMOS FÍSICOS QUE DÃO ORIGEM ÀS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS E SUS CRCTERÍSTICS. DEPENDÊNCI DS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS EM RELÇÃO À: ESTÇÃO DO NO HOR LOCL TIVIDDE SOLR TIVIDDE MGNÉTIC OS EFEITOS DO CONTEÚDO ELETRÔNICO TOTL (CET) SOBRE O SINL GPS. OS EFEITOS DS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS SOBRE O CET.
9 TÓPICOS MECNISMOS FÍSICOS QUE DÃO ORIGEM ÀS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS E SUS CRCTERÍSTICS. DEPENDÊNCI DS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS EM RELÇÃO À: ESTÇÃO DO NO HOR LOCL TIVIDDE SOLR TIVIDDE MGNÉTIC OS EFEITOS DO CONTEÚDO ELETRÔNICO TOTL (CET) SOBRE O SINL GPS. OS EFEITOS DS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS SOBRE O CET. EFEITOS POTENCIIS DS CINTILÇÕES SOBRE O GPS CUSDOS PELS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS: PERD DE LOCK UMENTO D DILUIÇÃO D PRECISÃO ( DEGRDÇÃO ) DIMINUIÇÃO DE NÚMERO DE STÉLITES GPS DISPONÍVEIS EFEITOS SOBRE O SBS ( SPCE BSED UGMENTTION SYSTEM ) EFEITOS SOBRE O DGPS (DIFFERENTIL GPS )
10 MECNISMO FÍSICO QUE DÁ ORIGEM ÀS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS MECNISMO DE GERÇÃO DE IRREGULRIDDE IONOSFÉRIC Rayleigh - Taylor (RT) instabilidade Dungey (1956) Kelley (1989, pag. e 122) nimação gentilmente cedida por C. M. Denardini
11 CRCTERÍSTICS DS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS
12 CRCTERÍSTICS DS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS SÃO REGIÕES DE RREFÇÃO D DENSIDDE ELETRÔNIC DO PLSM IONOSFÉRICO
13 CRCTERÍSTICS DS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS SÃO REGIÕES DE RREFÇÃO D DENSIDDE ELETRÔNIC DO PLSM IONOSFÉRICO GERDS N REGIÃO EQUTORIL PÓS O POR DO SOL (TÉ À MEI NOITE DURNTE CONDIÇÕES MGNÉTICS CLMS) E ELS PODEM EVOLUIR PR ESTRUTURS DE GRNDES RREFÇÕES DO PLSM CHMDS BOLHS.
14 CRCTERÍSTICS DS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS SÃO REGIÕES DE RREFÇÃO D DENSIDDE ELETRÔNIC DO PLSM IONOSFÉRICO GERDS N REGIÃO EQUTORIL PÓS O POR DO SOL (TÉ À MEI NOITE DURNTE CONDIÇÕES MGNÉTICS CLMS) E ELS PODEM EVOLUIR PR ESTRUTURS DE GRNDES RREFÇÕES DO PLSM CHMDS BOLHS.
15 CRCTERÍSTICS DS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS OS EFEITOS SÃO N REGIÃO TROPICL SOBRE O MUNDO, COM INCIDÊNCI MIOR SOBRE O BRSIL ( DECLINÇÃO MGNÉTIC MIOR ).
16 CRCTERÍSTICS DS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS S IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS TÊM MUITOS TMNHOS DE ESCL ( cm a Km ) DEST FORM, FETM DIVERSS FREQUÊNCIS DE TRNSMISSÃO ( HF DIVERSOS GHz).
17 CRCTERÍSTICS DS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS S IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS TÊM MUITOS TMNHOS DE ESCL ( cm a Km ) DEST FORM, FETM DIVERSS FREQUÊNCIS DE TRNSMISSÃO ( HF DIVERSOS GHz). ELS TÊM UM GRNDE VRIBILIDDE DI--DI.
18 CRCTERÍSTICS DS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS S IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS TÊM MUITOS TMNHOS DE ESCL ( cm a Km ) DEST FORM, FETM DIVERSS FREQUÊNCIS DE TRNSMISSÃO ( HF DIVERSOS GHz). ELS TÊM UM GRNDE VRIBILIDDE DI--DI. DURNTE PERÍODOS MGNETICMENTE CLMOS, ELS SE DESLOCM DE OESTE PR LESTE COM UM VELOCIDDE EM TORNO DE 150 m / s.
19 CRCTERÍSTICS DS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS DESLOCMENTO D BOLH ( LT ) N LL SKY PHOTOMETER 6300 Å, MRCH , CCHOEIR PULIST. w S E BOLHS SÃO REGIÕES DE RREFÇÃO D DENSIDDE ELETRÔNIC E CONSEQUENTEMENTE, HÁ UM DRÁSTIC REDUÇÃO N INTENSIDDE D EROLUMINESCÊNCI TMOSFÉRIC SOBRE ESTS REGIÕES Source: Takahashi, INPE, 1999.
20 DEPENDÊNCI DS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS COM ESTÇÃO DO NO EFEITOS SZONIS Fonte: Rodrigues, INPE, IONOSPHERIC IRREGULRITIES OCCURRENCES FROM SEPTEMBER TO MRCH
21 DEPENDÊNCI DS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS COM HOR LOCL E TIVIDDE SOLR F10.7= F10.7= F10.7= Ocorrência de cintilação na banda L em relação à hora para três níveis de atividade solar.
22 DEPENDÊNCI DS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS COM TIVIDDE MGNÉTIC
23 DEPENDÊNCI DS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS COM TIVIDDE MGNÉTIC S TEMPESTDES MGNÉTICS PODEM INIBIR S IRREGULRIDDES DURNTE O SEU PERÍODO DE OCORRÊNCI.
24 DEPENDÊNCI DS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS COM TIVIDDE MGNÉTIC S TEMPESTDES MGNÉTICS PODEM INIBIR S IRREGULRIDDES DURNTE O SEU PERÍODO DE OCORRÊNCI. E POR OUTRO LDO, S TEMPESTDES MGNÉTICS TMBÉM PODEM GERR IRREGULRIDDE EM QULQUER MÊS DO NO ( MESMO EM PERÍODO DE NÃO OCORRÊNCI ). UM EXEMPLO É MOSTRDO NO PRÓXIMO SLIDE:
25 DEPENDENCE OF IONOSPHERIC IRREGULRITIES WITH MGNETIC CTIVITY Componente sul do campo magnético Inter-planetário
26 OS EFEITOS DO CONTEÚDO ELETRÔNICO TOTL (TEC) SOBRE O SINL GPS N REGIÃO D NOMLI EQUTORIL
27 OS EFEITOS DO CONTEÚDO ELETRÔNICO TOTL (TEC) SOBRE O SINL GPS N REGIÃO D NOMLI EQUTORIL IONOSFER D TERR, QUE É UM CMD TMOSFÉRIC IONIZD, CUS UM TRSO NO SINL GPS.
28 OS EFEITOS DO CONTEÚDO ELETRÔNICO TOTL (TEC) SOBRE O SINL GPS N REGIÃO D NOMLI EQUTORIL IONOSFER D TERR, QUE É UM CMD TMOSFÉRIC IONIZD, CUS UM TRSO NO SINL GPS. ESTE TRSO IONOSFÉRICO DO SINL GPS É PROPORCIONL O CONTEÚDO ELETRÔNICO TOTL.
29 OS EFEITOS DO CONTEÚDO ELETRÔNICO TOTL (TEC) SOBRE O SINL GPS N REGIÃO D NOMLI EQUTORIL IONOSFER D TERR, QUE É UM CMD TMOSFÉRIC IONIZD, CUS UM TRSO NO SINL GPS. ESTE TRSO IONOSFÉRICO DO SINL GPS É PROPORCIONL O CONTEÚDO ELETRÔNICO TOTL. EM LTITUDES MGNÉTICS BIXS ( BRSIL, POR EXEMPLO ) IONOSFER PRESENT NOMLI IONOSFÉRIC EQUTORIL QUE CONSTITUI DE PICOS DE DENSIDDE EM TORNO DE 15 GRUS MGNÉTICOS ( NORTE E SUL ) COMPRDOS À REGIÃO EQUTORIL.
30 OS EFEITOS DO CONTEÚDO ELETRÔNICO TOTL (TEC) SOBRE O SINL GPS N REGIÃO D NOMLI EQUTORIL
31 OS EFEITOS CONTEÚDO ELETRÔNICO TOTL IONOSFÉRICO SOBRE O SINL GPS Lowlat Model VTEC = atraso vertical (m)
32 OS EFEITOS DS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS SOBRE O CET IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS CUSM GRNDE RREFÇÃO NO CONTEÚDO ELETRÔNICO TOTL bubble signature PLOT FROM TOM DEHEL ( F FEDERL VITION DMINISTRTION US ), 2002
33 POTENTIL EFFECTS OF SCINTILLTIONS ON GPS CUSED BY IONOSPHERIC IRREGULRITIES IONOSPHERIC SCINTILLTION Frente de fase de onda constante v ~150 m / s Ionosphere WBP (db) Interferência construtiva Tempo (s) Interferência destrutiva
34 EFEITOS POTENCIS DS CINTILÇÕES SOBRE O GPS CUSDOS PELS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS
35 EFEITOS POTENCIS DS CINTILÇÕES SOBRE O GPS CUSDOS PELS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS Localidades com receptores SCINTMON no Brasil PR NLISR S CINTILÇÕES DE GPS NO BRSIL, É UTILIZD UM REDE DE 12 MONITORES DE CINTILÇÃO ( BND L1 EM GHz )
36 EFEITOS POTENCIS DS CINTILÇÕES SOBRE O GPS CUSDOS PELS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS Localidades com receptores SCINTMON no Brasil PR NLISR S CINTILÇÕES DE GPS NO BRSIL, É UTILIZD UM REDE DE 12 MONITORES DE CINTILÇÃO ( BND L1 EM GHz ) PR QUNTIFICR MPLITUDE DE CINTILÇÃO, É UTILIZDO O S4 INDEX QUE É UM DESVIO PDRÃO D INTENSIDDE DO SINL EM RELÇÃO À MÉDI CLCULD EM CD MINUTO:
37 EFEITOS POTENCIIS DE CINTILÇÃO SOBRE GPS CUSDOS POR IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS EXEMPLO DE CINTILÇÃO IONOSFÉRIC DO GPS WBP(dB) S ,0 0,8 0,6 0,4 0,2 27/12/ PRN 27 São Luís 0, Hora Universal
38 EFEITOS POTENCIIS DE CINTILÇÃO SOBRE GPS CUSDOS POR IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS PERD DE LOCK
39 EFEITOS POTENCIIS DE CINTILÇÃO SOBRE GPS CUSDOS POR IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS PERD DE LOCK Informações de navegação e posicionamento são afetadas durante a perda de lock. 64 s
40 EFEITOS POTENCIIS DE CINTILÇÃO SOBRE GPS CUSDOS POR IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS PERD DE LOCK Informações de navegação e posicionamento são afetadas durante a perda de lock. 64 s
41 EFEITOS POTENCIIS DE CINTILÇÃO SOBRE GPS CUSDOS POR IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS PERD DE LOCK Informações de navegação e posicionamento são afetadas durante a perda de lock. 64 s
42 EFEITOS POTENCIIS DE CINTILÇÃO SOBRE GPS CUSDOS POR IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS UMENTO D DILUIÇÃO D PRECISÃO ( DEGRDÇÃO ) E DIMINUIÇÃO DO NÚMERO DE STÉLITES GPS DISPONÍVEIS
43 EFEITOS POTENCIIS DE CINTILÇÃO SOBRE GPS CUSDOS POR IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS EFEITOS SOBRE O SBS ( SPCE BSED UGMENTTION SYSTEM ) stação GPS corrige o raso ionosférico envia a correção para satélite oestacionário e a retransmite para usuários do sistema PS. O sinal cruza duas zes a ionosfera. Mensagens para satélites GPS são afetados.
44 EFEITOS POTENCIIS DE CINTILÇÃO SOBRE GPS CUSDOS POR IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS EFEITOS SOBRE O DGPS (DIFFERENTIL GPS ) LT = CINTILÇÃO IONOSFÉRIC EM SJCMPOS xxxx = NO DGPS IN PETROBRÁS DYNMIC POSITION VESSELS PERFORMING DEEPWTER PETROLEUM EXPLORTION T CMPOS BSIN (RJ) ( PROBLEMS DO SINL N BND L DO STÉLITE GEOESTCIONÁRIO INMRST DEVIDOS ÀS IRREGULRIDDES IONOSFÉRICS)
45 SUGESTÕES PR MELHORR PERFORMNCE DO GPS EM RELÇÃO À:
46 SUGESTÕES PR MELHORR PERFORMNCE DO GPS EM RELÇÃO À: CONTEÚDO ELETRÔNICO TOTL ( SEM CINTILÇÃO )
47 SUGESTÕES PR MELHORR PERFORMNCE DO GPS EM RELÇÃO À: CONTEÚDO ELETRÔNICO TOTL ( SEM CINTILÇÃO ) UTILIZR RECEPTORES DE FREQUÊNCI DUPL ( SOLUÇÃO CR )
48 SUGESTÕES PR MELHORR PERFORMNCE DO GPS EM RELÇÃO À: CONTEÚDO ELETRÔNICO TOTL ( SEM CINTILÇÃO ) UTILIZR RECEPTORES DE FREQUÊNCI DUPL ( SOLUÇÃO CR ) IMPLEMENTR SBS ( SPCE BSED UGMENTTION SYSTEM )
49 SUGESTÕES PR MELHORR PERFORMNCE DO GPS EM RELÇÃO À: CONTEÚDO ELETRÔNICO TOTL ( SEM CINTILÇÃO ) UTILIZR RECEPTORES DE FREQUÊNCI DUPL ( SOLUÇÃO CR ) IMPLEMENTR SBS ( SPCE BSED UGMENTTION SYSTEM ) CINTILÇÕES IONOSFÉRICS
50 SUGESTÕES PR MELHORR PERFORMNCE DO GPS EM RELÇÃO À: CONTEÚDO ELETRÔNICO TOTL ( SEM CINTILÇÃO ) UTILIZR RECEPTORES DE FREQUÊNCI DUPL ( SOLUÇÃO CR ) IMPLEMENTR SBS ( SPCE BSED UGMENTTION SYSTEM ) CINTILÇÕES IONOSFÉRICS UMENTR O NÚMERO DE STÉLITES DISPONÍVEIS ( GLILEO )
51 SUGESTÕES PR MELHORR PERFORMNCE DO GPS EM RELÇÃO À: CONTEÚDO ELETRÔNICO TOTL ( SEM CINTILÇÃO ) UTILIZR RECEPTORES DE FREQUÊNCI DUPL ( SOLUÇÃO CR ) IMPLEMENTR SBS ( SPCE BSED UGMENTTION SYSTEM ) CINTILÇÕES IONOSFÉRICS UMENTR O NÚMERO DE STÉLITES DISPONÍVEIS ( GLILEO ) CONSTRUIR RECEPTORES MIS ROBUSTOS, DIMINUINDO O COMPRIMENTO D BND DO GPS( ENTRETNTO ESTE PROCEDIMENTO CUS O UMENTO DO NÚMERO DE PERDS DE LOCK).
52 SUGGESTIONS TO IMPROVE THE GPS PERFORMNCE DUE TO: TOTL ELECTRON CONTENT ( WITHOUT SCINTILLTIONS ) TO USE DUL FREQUENCY RECEIVERS ( EXPENSIVE SOLUTION ) TO IMPLEMENT SPCE BSED UGMENTTION SYSTEM ( SBS ) IONOSPHERIC SCINTILLTIONS TO INCRESE THE NUMBER OF VILBLE STELLITES ( GLILEO ) TO BUILD MORE ROBUST RECEIVERS, DECRESING THE BNDWIDTH OF GPS CRD ( HOWEVER THIS PROCEDURE CUSE INCRESE THE NUMBER OF LOSS OF LOCK ).
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