p Sociedades ao redor do mundo agora dependem de sistemas de navegação baseados em satélite, como GPS, para uma infinidade de aplicativos, incluindo transporte, agricultura, munições militares, serviços de emergência, e redes sociais, entre outros. Contudo, perigos naturais, como o clima espacial, podem interromper os sinais desses Sistemas Globais de Navegação por Satélite (GNSS). p Para entender melhor essas interrupções, Sun et al. desenvolveram um modelo matemático que emula com precisão as interrupções dos sinais GNSS causadas por um fenômeno de clima espacial específico:manchas irregulares de baixa densidade no plasma de íons carregados que compõe a ionosfera da Terra.

p Essas manchas de plasma de baixa densidade geralmente se formam acima do equador da Terra em torno do crepúsculo e são conhecidas como bolhas de plasma equatorial. Quando os sinais GNSS os encontram, os sinais passam por um tipo de modificação conhecido como cintilação ionosférica, que pode diminuir sua intensidade a ponto de não serem mais detectados por um receptor - o sinal pode ser perdido.

p Muitos satélites GNSS usam sinais em duas frequências diferentes para neutralizar o desbotamento causado pela cintilação ionosférica, com uma frequência atuando como backup. Contudo, um sinal ainda pode ser perdido se ambas as frequências forem interrompidas.

p Para capturar os efeitos da cintilação ionosférica e explorar o benefício dos sinais GNSS de dupla frequência, os pesquisadores desenvolveram o novo modelo usando uma abordagem matemática conhecida como cadeia de Markov. Eles estimaram parâmetros para o modelo a partir de dados sobre interrupções de sinal reais causadas pela cintilação ionosférica acima de Hong Kong em 2 de março de 2014.

p Para testar o modelo, os pesquisadores compararam suas previsões com dados do mundo real e descobriram que ele emulava com precisão o tempo e a duração das interrupções de sinal reais e o fazia com mais precisão do que um modelo anterior que não usava uma abordagem de cadeia de Markov. Simulações de modelo também sugerem que os sinais GNSS de dupla frequência podem, na verdade, neutralizar significativamente os efeitos perturbadores da forte cintilação, especificamente no contexto da navegação de aeronaves.

p No futuro, esta nova abordagem de modelagem pode ser estendida para melhorar a compreensão de outros efeitos da cintilação ionosférica nos sinais GNSS, bem como seus efeitos em outras latitudes. Uma melhor compreensão dessas interrupções poderia, em última análise, informar os esforços para tornar os satélites GNSS mais resistentes à cintilação e outras formas de clima espacial. p Esta história é republicada por cortesia de Eos, patrocinado pela American Geophysical Union. Leia a história original aqui.