«Мерцай, мерцай, мой GPS»

Динамические «пузыри» ионизации в верхних слоях атмосферы Земли могут заставить сигналы ГНСС «мерцать» подобно звёздам, понижая тем самым эффективность навигации на Земле.

Поэтому NASA не так давно организовало миссию под названием CINDI для исследования данного феномена.

Взгляните на ночное небо – особенно на яркие звёзды над самым горизонтом. Они мерцают с очевидной иррегулярностью по мере того как их свет проходит через земную атмосферу. Незаметно для человеческого глаза, то же самое происходит с сигналами со спутников ГНСС. В результате сигналы то ярче, то бледнее, и достигают Земли в непредсказуемое время. Всё это резко снижает точность ГНСС-позиционирования.

Причина мерцания сигнала – его прохождение через ионосферу. Иррегулярность ионосферы, вызванная её истощением или «пузырями», есть важнейший элемент низкоширотного геопространственного региона. Миссия CINDI (аббревиатура: исследование ионно-нейтрального взаимодействия ионосферы и термосферы) начала свою работу в 2008 году. Инструменты были доставлены в космос вместе с другими инструментами на борту спутниковой исследовательской лаборатории ВВС США – C/NOFS. Задачей миссии было измерение ионизации верхних слоёв атмосферы, включая иррегулярности, вызывающие мерцание ГНСС-сигналов.

Поведение иррегулярностей, вызывающих мерцание ГНСС, оказалось весьма удивительным.

Род Хилис, главный исследователь миссии из Университета Техаса в Далласе, объясняет: «Согласно общепринятой точке зрения, ионосфера становится нестабильной после заката солнца. Как только наступает темнота, ионизированные атомы и молекулы начинают перекомпоновываться в нейтральное состояние. Через час или две после заката иррегулярности наиболее сильны».

Когда ночь вступает в свои права, иррегулярности начинают таять и после полуночи исчезают.

«Всё оказалось не так, - продолжает Хилис. – Когда исчезают эти иррегулярности, появляется другой пик иррегулярностей, который продолжается до середины ночи. Он наиболее заметен в период с июня по август». 

Благодаря этой миссии, учёные узнали много полезного про ионосферу и её воздействие на сигнал ГНСС. Миссия вернулась в земную атмосферу в ноябре 2015. 

Следующая миссия по изучению взаимодействия между земной атмосферой и космической средой будет запущена в 2017 году. Она будет называться ICON – «Исследователь ионосферной связи». Как и предыдущая миссия, эта будет заниматься изучением моргания ГНСС-сигнала и многими другими проблемами.