Modelagem da Ionosfera a partir das observáveis ionosféricas advinda do PPP - Gouveia, Tayná Aparecida Ferreira (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024)
Na propagação dos sinais GNSS (Global Navigation Satellite Systems) ao ultrapassar a atmosfera, podem ser citados dois efeitos: devido a camada ionizada, a ionosfera e atmosfera neutra (ou neutrosfera). Sendo que a Ionosfera apresenta os maiores efeitos nos sinais de rádio, como o GNSS. O Brasil com sua extensão territorial superior a 8,5 milhões de km2, contempla diferentes, particulares e distintos efeitos ionosféricos de acordo com a localização geográfica, horário do dia e da época do ano. Isso resulta em um grande desafio o de modelar de modo adequado e de qualidade os efeitos que a Ionosfera causa nos sinais e por conseguinte na qualidade do posicionamento GNSS. Sendo assim, ao longo dos anos diferentes metodologias foram desenvolvidas com o intuito de obter a melhor estratégia de modelagem ionosférica. Tais metodologias podem ser aplicadas para obter informações quanto as variações e efeitos ionosféricos, como também em aplicações desses nas modelagens dos seus erros. Pois, quanto melhor determinada a magnitude dos efeitos ionosféricos, mais acurados e rapidamente solucionada será a técnica de posicionamento a qual foi aplicada. No caso específico deste projeto, almejou-se realizar investigações com as chamadas observáveis ionosféricas advindas do processamento de dados de uma rede GNSS usando o PPP (Posicionamento por Ponto Preciso), via sua modelagem adequada. As metodologias desenvolvidas nesse projeto podem ser diretamente avaliadas via o posicionamento GNSS, podendo ser no contexto do próprio PPP, bem como no GBAS (Ground – Based Augmentation System), objetivando aplicações na navegação aérea. Para realizar a modelagem dos efeitos ionosféricos, mais acurados e rapidamente solucionada (solução das ambiguidades) a técnica de posicionamento PPP será aplicada. Portanto, este projeto propôs uma investigação e refinamentos na modelagem e estimação dos efeitos ionosféricos, principalmente no que tange o conteúdo total de elétrons inclinado (Slant Total Electron Content - STEC) considerando a variação regional, temporal (hora do dia) e época do ano (maiores e menores efeitos ionosféricos), sobre o território brasileiro. Os resultados são apresentados nos trabalhos desenvolvidos e em desenvolvimento, assim como a divulgação científica realizada, na formação de recursos humanos e demais atividades extras desenvolvidas durante o período do projeto de PDJ Júnior.

In the propagation of GNSS (Global Navigation Satellite Systems) signals through the atmosphere, two main effects arise: one from the ionized layer, the ionosphere, and the other from the neutral atmosphere (or neutrosphere). The ionosphere has the most significant impact on radio signals, including those used in GNSS. In Brazil, with its vast territory of over 8.5 million km², ionospheric effects vary significantly by geographic location, time of day, and season. This diversity presents a major challenge in accurately and effectively modeling ionospheric effects on signals, which in turn influences GNSS positioning quality. Over the years, several methodologies have been developed to improve ionospheric modeling strategies. These methods can provide insights into ionospheric variations and their effects, as well as help in modeling the associated errors. The more precisely the magnitude of ionospheric effects is determined, the more accurate and efficiently resolved the positioning technique will be. In this project, the goal was to investigate ionospheric observables derived from GNSS network data processing using PPP (Precise Point Positioning) with suitable modeling techniques. The methodologies developed here can be directly evaluated through GNSS positioning, both within the PPP framework and in GBAS (Ground-Based Augmentation System), with potential applications in aerial navigation. By accurately modeling ionospheric effects, the PPP positioning technique can achieve faster and more precise ambiguity resolution. Thus, this project proposed a detailed investigation and refinement in modeling and estimating ionospheric effects, focusing particularly on Slant Total Electron Content (STEC) and accounting for regional, temporal (time of day), and seasonal (peak and low ionospheric activity) variations across Brazil. The results are presented in completed and ongoing studies, along with scientific outreach, human resource development, and additional activities conducted during the PDJ Junior project.
Modeling the ionosphere from ionospheric observables from the PPP
Keywords: Posicionamento geodésico; GNSS; Ionosfera; Modelagem ionosférica; Conteúdo Total de Elétrons Inclinado (STEC); Divulgação científica