| Abstract: | V kontekstu propagacije GNSS signalov ionske napake predstavljajo enega od največjih dejavnikov, ki vplivajo na zakasnitve teh signalov. Ionosfera, dinamična in kompleksna plast Zemljine atmosfere, je sestavljena iz prostih elektronov in ionov, katerih gostote hitro nihajo pod vplivom sončne in geomagnetne aktivnosti. Ta nihanja povzročajo spremenljive zakasnitve pri signalih GNSS, ko prehajajo skozi ionsfero, še posebej v območju med 250 in 400 km, kjer gostota elektronov doseže svoj vrhunec. To območje, ki sovpada z operativnimi višinami številnih LEO satelitov, je posebej zanimivo za opazovanje in razumevanje obnašanja ionsfere. Zavedajoč se pomena spremljanja ionsfere, je ESA lansirala misijo Swarm, ki obsega tri satelite (A, B in C). Misija Swarm ima ključno vlogo pri tem raziskovanju, saj razkriva magnetno polje, enega izmed najbolj skrivnostnih vidikov našega planeta. Čeprav je nevidno, magnetno polje ustvarja sile, ki pomembno vplivajo na propagacijo GNSS signalov. Z analizo značilnosti tega polja Swarm prinaša nove vpoglede v naravne procese – od tistih, ki potekajo globoko znotraj Zemlje, do pojavov vesoljskega vremena, ki jih sproža sončna aktivnost. Sončna aktivnost, v kombinaciji z Zemljinim magnetnim poljem, ključno vpliva na tok delcev v ionosferi, kar povzroča spremenljivost zakasnitev GNSS signalov, zlasti v zgornji ionosferi, kjer je gostota elektronov največja. Čeprav je glavni cilj misije Swarm merjenje Zemljinega magnetnega polja, misija prav tako zagotavlja dragocene podatke o gostotah elektronov in spremenljivosti ionosfere v tem ključnem območju. Osredotočenost te naloge je razvoj modela za ocenjevanje gostote elektronov v ionosferi na višini 300 km, kjer delujejo LEO sateliti kot sprejemniki signalov GNSS. Meritve misije ESA in podatki iz simulacijskega okolja se primerjajo in sproti ocenjujejo. Medtem ko obstoječi modeli zakasnitve v ionosferi večinoma obravnavajo poti signalov med sateliti MEO in zemeljskimi postajami, raziskave o signalnih poteh med sateliti MEO in LEO ostajajo omejene. Zaradi naraščajočega števila natančnih navigacijskih misij je natančno napovedovanje zakasnitev v ionosferi ključnega pomena za njihov uspeh. Takšne izboljšave bi koristile številnim aplikacijam, vključno z zračnim, pomorskim in vesoljskim prometom ter navigacijo avtonomnih vozil. Delo je razdeljeno na naslednje poglavja: V poglavju 2 bodo predstavljeni temelji GNSS navigacije, vključno s satelitskimi konstelacijami, strukturo signalov in orbitalno dinamiko, relevantno za simulacijske namene. V poglavju 3 bodo obravnavani Zemljino magnetno polje, ionosfera in računalniški modeli, uporabljeni za simulacijo ionsferne TEC (skupna gostota elektronov) in ustreznih zakasnitev za različne frekvenčne pasove GNSS, s poudarkom na F2 plasti (250-400 km) in zgornji ionosferi (do 1000 km). V poglavju 4 bo predstavljena metodologija za simulacijo orbit, sončnih mrkov in drugih ključnih vidikov analize. Poglavje 5, v odsekih 5.1 in 5.2, bo predstavilo izračunane opazovalne vrednosti, vključno s koordinatami LLA (geografska širina, dolžina in višina), elevacijo in azimutskimi koti satelitov MEO in LEO ter vrednostmi TEC, gostotami elektronov in zakasnitvami ionsfere. Poglavje 6 primerja rezultate modela z meritvami gostote elektronov v okviru misije Swarm ter analizira vpliv geomagnetnih in klimatskih pojavov na zakasnitve v ionosferi. Na koncu bo poglavje 7 predstavilo zaključke na podlagi analize, poudarjajoč učinkovitost modela in potencialne izboljšave, medtem ko poglavje 8 ponuja vpogled v prihodnje raziskovalne možnosti. |
|---|
