Űrvilág űrkutatási hírportál (http://www.urvilag.hu)

 

Így „látta” a napfogyatkozást a GPS
(Rovat: Navigáció és térképészet - 2017.08.29 07:15.)

Ha valaki netán nem látja Amerika teljes napfogyatkozását augusztus 21-én, a műholdas navigációs rendszer méréseiből akkor is sejthette volna...

A világszerte széles körben használt amerikai GPS (Global Positioning System) műholdas hely- és időmeghatározó rendszer alapja a Föld körül keringő műholdakról érkező rádiójelek feldolgozása. A műholdaktól a vevőkészülékekig vezető útjuk során ezek a rádiójelek áthaladnak a légkörön, beleértve annak felső, elektromosan töltött részecskékből álló rétegét, az ionoszférát is. Márpedig az ionoszférában található szabad elektronok száma attól is függ, milyen besugárzás éri a réteget a Nap irányából. Napfogyatkozás idején – ha átmenetileg és rövid időre is, de – csökken az ionoszféra elektrontartalma, ahol a Hold árnyéka elhalad a felszínen és kitakarja a Napot. Ez a rádiójelek terjedésére gyakorolt ionoszférikus hatás miatt kimutatható a GPS-es mérésekben is.

Az ionoszféra elektrontartalmának megváltozása természetesen nem volt olyan jelentős a napfogyatkozás idején, mint éjszakánként, de a hatás ilyenkor is hasonló. A GPS jeleit valójában nem csak navigációra, hely- és időmeghatározásra, de egyebek mellett az ionoszféra állapotának nyomon követésére is alkalmazzák. A plazmán áthaladó rádióhullámokra a frekvenciától függő mértékű késleltetés hat, ami függ az teljes elektrontartalomtól (total electron content, TEC). Két különböző GPS frekvencián (L1 és L2) végzett, az erre alkalmas vevőkkel végzett mérések kombinálásával következtetni tudnak az ionoszféra elektrontartalmára. A TEC fizikai jelentése valójában a szabad elektronok száma egy egységnyi (1 m2) alapterületű oszlopban, a műhold látóirányában. (Ezt az értéket egyszerű számítással a függőleges irányra tudják vonatkoztatni.) Szokásos egysége 1 TECU (TEC Unit), amely négyzetméterenként 1016 elektronnak megfelelő oszlopsűrűséget jelent.

Az alábbi grafikonok az augusztus 21-én végzett mérésekből adnak ízelítőt, két olyan folyamatosan üzemelő állomásról, amelyek a totalitás sávjától nem messze helyezkedtek el. Az egyik Brewster (Washington állam), a másik Boulder (Colorado) mellett található.


A függőleges irányú ionoszférikus TEC érték változása az idő függvényében 2017. augusztus 21-én, Brewster állomáson (a kék pontsorok a különböző GPS műholdakra végzett méréseket jelzik). Jól látható egyrészt a napon belüli jelentős változás, másrészt 18 óra világidő (UTC) környékén egy jelentős csökkenés. Ez egybeesett a napfogyatkozás sávjának áthaladásával. Összehasonlításképp pirossal feltüntették az előző napon, augusztus 20-án mért értékeket is, ezekben természetesen nyoma sincs a csökkenésnek 18 óránál. (Kép: GPS World)


A fentihez hasonló TEC grafikon, a Boulder közelében telepített GPS vevőállomásról. (Kép: GPS World)

A gyakorlatban maga a napfogyatkozás a GPS hely- és időmeghatározási szolgáltatására, pontosságára nem volt érzékelhető hatással, az ilyesmi a rendszernek „meg se kottyan”.

Teljes verzióMinden jog fenntartva - urvilag.hu 2002-2019