Προβλήματα στη χρήση δεκτών GNSS λόγω έντονης ηλιακής δραστηριότητας
Που οφείλεται η αδυναμία λήψης σήματος GNSS
Πρόσφατα παρατηρούνται προβλήματα στη λήψη σήματος GNSS έως και πλήρης απώλεια σε ορισμένες περιπτώσεις. Το πρόβλημα οφείλεται στην ηλιακή δραστηριότητα την συγκεκριμένη χρονική περίοδο και στην επίδραση της στην ιονόσφαιρα.
Η ηλιακή δραστηριότητα κυμαίνεται σε έναν 11ετή κύκλο (ηλιακός κύκλος), κατά τον οποίο η ένταση των ηλιακών εκλάμψεων και των ηλιακών εκτοξεύσεων αυξομειώνεται. Στις περιόδους έντονης ηλιακής δραστηριότητας (ηλιακή μεγιστοποίηση), οι παρεμβολές στις επικοινωνίες και στα συστήματα GNSS είναι πιο συχνές και πιο έντονες. Οι ηλιακές εκλάμψεις και οι διαταραχές είναι σημαντικά αυξημένες την τρέχουσα χρονική περίοδο και αναμένεται να κορυφωθούν το 2025, στο πλαίσιο του Ηλιακού Κύκλου Νο 25.
Το φαινόμενο αυτό είναι παγκόσμιο αν και η έντασή του παρατηρείται να έχει διακυμάνσεις στις διάφορες περιοχές του πλανήτη. Οι διαταραχές μπορεί επίσης να είναι τοπικές, με αποτέλεσμα οι αλγόριθμοι RTK να αντιμετωπίζουν δυσκολίες όταν οι μετρήσεις του σταθμού βάσης και του κινητού σταθμού επηρεάζονται διαφορετικά.
Τι είναι οι ηλιακές εκλάμψεις
Ηλιακές εκλάμψεις είναι εκρήξεις ισχυρής ακτινοβολίας που προέρχονται από την επιφάνεια του Ήλιου και την ηλιακή ατμόσφαιρα. Αυτές οι εκλάμψεις παράγουν έντονη ακτινοβολία σε διάφορες συχνότητες (από ραδιοκύματα μέχρι ακτίνες Χ και γ) και προκαλούν μια σειρά από φαινόμενα στην ατμόσφαιρα της Γης.
Πως επηρεάζουν τα GNSS σήματα
Η έντονη ακτινοβολία από τις ηλιακές εκλάμψεις προκαλούν αυξημένη διάθλαση και απορρόφηση των ραδιοκυμάτων στην ιονόσφαιρα (την περιοχή της ατμόσφαιρας που είναι πλούσια σε ιόντα). Οι ιονικές αυτές περιοχές επηρεάζουν την ακριβή πορεία των σημάτων GNSS και προκαλούν καθυστερήσεις και παραμορφώσεις στα σήματα GNSS. Η ιονόσφαιρα γίνεται πιο πυκνή και το σήμα υφίσταται καθυστερήσεις, ιδιαίτερα σε συχνότητες που χρησιμοποιούνται από τα συστήματα GNSS (L1, L2).
Ειδικά σε περιόδους ισχυρών ηλιακών εκλάμψεων, οι αλλαγές στη ιονόσφαιρα μπορεί να είναι τόσο μεγάλες ώστε να προκαλέσουν πλήρη απώλεια του σήματος GNSS ή να καθιστούν αδύνατο τον ακριβή εντοπισμό θέσης. Αυτές οι διαταραχές αυξάνουν τη διάθλαση των σημάτων GNSS, προκαλούν «σκιές» ή ακόμα μπλοκάρουν τα σήματα σε μεγάλες περιοχές. Το αποτέλεσμα είναι η μείωση της ποιότητας του σήματος GNSS που λαμβάνουν οι δέκτες και η αύξηση των σφαλμάτων στον εντοπισμό. Αυτές οι καταστάσεις μπορεί να είναι προσωρινές, αλλά σημαντικές για εφαρμογές που εξαρτώνται από την ακρίβεια του λαμβανομένου σήματος, όπως μεταξύ άλλων και ο ακριβής προσδιορισμός θέσης με χρήση GNSS.
Συμπεράσματα
Η ηλιακή δραστηριότητα αποτελεί σημαντικό παράγοντα στην ακρίβεια των συστημάτων GNSS, ιδιαίτερα κατά τη διάρκεια ηλιακών εκλάμψεων και ηλιακών εκτοξεύσεων στερεάς ύλης. Οι παρεμβολές αυτές μπορεί να προκαλέσουν καθυστερήσεις, απώλεια σήματος και σφάλματα στον ακριβή εντοπισμό, με σημαντικές συνέπειες για τις εφαρμογές που εξαρτώνται από αυτόν.
