Qi Liu defensa la seva tesi sobre els mapes ionosfèrics globals basats en GNSS: combinació en temps real, resolució de temps i aplicacions en el seguiment del temps espacial

La investigació d'aquesta tesi doctoral se centra en els mapes ionosfèrics globals (GIM) basats en el sistema global de navegació per satèl·lit (GNSS) que inclou combinacions en temps real, validació, resolució de temps i aplicacions. La novetat d'aquestes obres es pot resumir de la següent manera:

La primera contribució és connectar els mètodes d'avaluació GIM en postprocessament i en temps real, inclosa l'avaluació del contingut electrònic total vertical (VTEC) de Jason-altimeter, les diferències GNSS de l'avaluació del contingut total d'electrons inclinats (dSTEC) i el dSTEC en temps real (RT-). dSTEC) avaluació. Amb l'avaluació RT-dSTEC, podem avaluar la precisió i calcular el pes de diferents GIM en temps real per combinar-los en mode en temps real. L'avaluació Jason-altimeter VTEC i l'avaluació dSTEC es poden utilitzar per avaluar GIM sobre oceans i regions continentals, respectivament. A més, els GIM precisos que es mostren als mètodes d'avaluació GIM es poden considerar com a representacions fiables del VTEC global.

La segona contribució és aplicar l'avaluació RT-dSTEC en mode en temps real per a la combinació de diferents GIM en temps real del Servei GNSS Internacional (IGS). El GIM combinat en temps real de l'IGS es genera per proporcionar correccions ionosfèriques robustes per al posicionament GNSS en temps real i una distribució VTEC global fiable per a observacions de la Terra. Es resumeix i compara l'estat actual dels GIM en temps real de l'IGS de diferents centres. L'avaluació Jason-altimeter VTEC i l'avaluació dSTEC en mode de postprocessament s'utilitzen per a la validació de GIM en temps real d'IGS. També es verifica la sensibilitat de la tècnica de ponderació en temps real mitjançant l'avaluació RT-dSTEC.

La tercera contribució és investigar la influència de la resolució temporal en el rendiment dels GIM. La variació de la ionosfera s'assumeix normalment com a lineal entre dos mapes GIM TEC consecutius en un marc de referència fixat pel sol durant un màxim d'unes hores. Tanmateix, la variació del TEC ionosfèric és irregular a causa de l'ocurrència d'esdeveniments meteorològics espacials. Un cicle solar i mig de l'IGS GIM amb una resolució i precisió de temps més alta (la resolució temporal de quart d'hora UPC-IonSAT Rapid GIM, UQRG) s'ha pres com a línia de base per reduir-los a tots els periodes subdiaris possibles en funció de la resolució temporal. El rendiment dels GIM resultants s'ha avaluat tenint en compte la posició geogràfica, l'activitat solar i geomagnètica mitjançant l'avaluació Jason-altimeter VTEC i l'avaluació dSTEC.

La quarta contribució és proposar una nova forma d'estimar els components espacials i temporals del gradient VTEC. La determinació dels graus de pertorbació ionosfèrica pot ser útil per garantir el nivell de seguretat dels serveis del sistema d'augment basat en satèl·lit (SBAS) i del sistema d'augment basat en terra (GBAS). Per tal d'estimar els components espacials i temporals del gradient VTEC a escala global s'ha seleccionat UQRG. Els índexs de gradient VTEC derivats dels GIM UQRG (VgUG) permeten als usuaris obtenir valors complets (no relatius) dels gradients espacials i les variacions temporals TEC per separat. Els índexs de gradient espacial VTEC regional, basats en UQRG (RVGU,RIDU) es proposen per estimar el grau de pertorbació ionosfèrica regional sobre regions seleccionades. A més, també s'introdueixen els components espacials i temporals del gradient VTEC als punts de la graella d'UQRG a escala global.

La cinquena contribució és definir una nova escala de tempesta ionosfèrica. La resposta ionosfèrica a l'alta activitat geomagnètica, la tempesta ionosfèrica, pot augmentar els errors de posicionament del GNSS pel augment de la densitat d'electrons ionosfèrics i desactivar les comunicacions d'alta freqüència mitjançant la disminució de la densitat d'electrons ionosfèrics. Una distribució global fiable de VTEC a escala és essencial. Segons estudis anteriors, UQRG és un dels GIM més precisos. En aquest sentit, es proposa la nova escala de tempesta ionosfèrica basada en UQRG, IsUG.