Slnečný cyklus 25
Ako môžu ionosférické poruchy ovplyvniť
určovanie polohy založené na GNSS meraní
Slnečné erupcie a poruchy sú na vzostupe a očakáva sa, že vyvrcholia v roku 2025 ako súčasť slnečného cyklu 25. Tieto erupcie a rušivé vplyvy môžu mať vplyv na satelity krúžiace okolo Zeme. Preto môžete zaznamenať prerušenie prijímania GNSS signálov, čo ovplyvní meranie s vašim GNSS prijímačom ako aj poskytovanie korekčných služieb, čo môže viesť k zníženiu presnosti vašej polohy počas vysokej slnečnej aktivity, nestabilnej fixácii alebo nemožnosti dosiahnuť fixáciu v danom čase. Závažnosť prerušenia bude závisieť od formáty vysielaných korekcií, typu GNSS prijímača a vašej geografickej polohy. Predpokladáme, že prerušenia môžu byť geograficky rozsiahle a v niektorých prípadoch môžu trvať až niekoľko hodín.
Mapa celkového obsahu elektrónov ionosféry (TEC)
Táto mapa ukazuje aktuálny celkový obsah elektrónov pozorovaný a modelovaný globálnou sieťou referenčných staníc Trimble. Tieto mapy sa aktualizujú každých 10 minút.
Celkový obsah elektrónov (TEC) je počet voľných elektrónov medzi dvoma bodmi, ako je prijímač a satelit. Každý deň, keď sú časti zemskej atmosféry excitované Slnkom, TEC sa zvyšuje.
Počas vrcholov slnečnej aktivity, kde sú excitované určité časti ionosféry, dôjde k vyšším hodnotám TEC (a teda väčším oneskoreniam signálu).
Odporúčame si naplánovať meranie v danej lokalite využitím webstránky https://www.gnssplanning.com/#/maps, kde si v Settings nastavíte vašu lokalitu a následne v časti World View si viete pozrieť predpoveď hodnôt TEC v danej lokalite. Môžete sa tak vyhnúť zníženiu presnosti resp. zlej fixácii pri meraní v dôsledku vysokej hodnoty TEC v danej lokalite v danom čase.
Mapa stavu hodnôt TEC v celosvetovom vykreslení. Aktualizuje sa každých 10 minút.
Scintalačná mapa ionosféry
Táto mapa zobrazuje aktuálne scintilačné udalosti pozorované a modelované globálnou sieťou referenčných staníc spoločnosti Trimble. Vyhýbanie sa scintilácii alebo viacnásobné pozorovanie bodu počas rôznych denných období a rôznych ionosférických podmienok môže zvýšiť spoľahlivosť. Táto mapa sa aktualizuje každých 10 minút.
Vesmírne počasie, ako sú slnečné škvrny, môže narušiť hornú ionosféru a spôsobiť malé nepravidelnosti, ktoré môžu spôsobiť scintilácie.
Čelo vlny signálu GNSS je narušené, keď prechádza scintiláciou v dôsledku nepravidelnosti hustoty elektrónov a môže spôsobiť stratu korelácie signálu skôr než sa dostane do prijímača. Najlepšie je vyhnúť scintilácie aj niekoľko hodín po nej, aby ste sa vyhli zhoršenej fixácii resp. zlým výsledkom v dôsledku scintilácie.
Odporúčame si naplánovať meranie v danej lokalite využitím webstránky https://www.gnssplanning.com/#/maps, kde si v Settings nastavíte vašu lokalitu a následne v časti World View si viete pozrieť predpoveď hodnôt Scintilácie (Scintillation) v danej lokalite. Môžete sa tak vyhnúť zníženiu presnosti resp. zlej fixácii pri meraní v dôsledku vysokej hodnoty scintilácie v danej lokalite v danom čase.
Zvýšená miera ionosférických porúch vo všeobecnosti spôsobí dlhšiu dobú fixácie, neschopnosť udržať fixáciu alebo aj nemožnosť fixácie v danom čase. Ich vplyv sa zvyšuje od narastajúcej sa vzdialenosti rovera od základnice. To platí aj pri meraní cez poskytovateľov VRS sietí (napr. SKPOS, VRS NOW), kde je síce tento vplyv omnoho viac eliminovaný ale aj tu platí, že čím ďalej bude rover od fyzického umiestnenia referenčnej stanice v čase zvýšenej aktivity ionosféry, tým viac dochádza k reziduálnym chybám.
V roku 2002 bol vplyv ionosféry na GNSS meraní výrazný najmä v zimných mesiacoch a cez deň bol vplyv najsilnejší v obedňajších hodinách.
Mapa stavu hodnôt scintilácie v celosvetovom vykreslení. Aktualizuje sa každých 10 minút.
Trimble IonoGuard™
Technológia na zmiernenie vplyvu ionosférických porúch pre GNSS meranie
Spoločnosť Trimble predstavila Trimble IonoGuard™, technológiu novej generácie určenú na zmiernenie ionosférických porúch vplývajúcich na určovanie polohy GNSS metódou minimalizáciou vplyvov na výkon spôsobených scintiláciou alebo šumom signálu.
IonoGuard je k dispozícii ako aktualizácia firmvéru na stiahnutie na prijímačoch Trimble GNSS využívajúcich technológiu spracovania signálov Trimble ProPoint. Pridanie technológie IonoGuard do najnovších firmvérov pre GNSS prijímače s ProPoint technológiou sa plánuje v 4. kvartály roku 2023. Pre jej inštaláciu je nevyhnutné mať prijímač pod firmvérovou zárukou. Zákazníci, ktorým prepadla firmvérová záruka na GNSS prijímač si môžu túto záruku obnoviť. Viac informácii získate u autorizovaného distribútora Trimble pre SR spoločnosť Geotronics Slovakia. Kontakt na predajcu nájdete TU
GNSS prijímače s technológiou Trimble ProPoint
Trimble R12i
Trimble R12
Trimble R10 model 2
Trimble R780
Trimble R580
Trimble DA2
Trimble ProPoint
Trimble ProPoint využíva najnovší výkonný hardvér na spracovanie signálov integrovaný v najnovších GNSS prijímačoch Trimble, prepracované algoritmy využívajúce veľké množstvo filtrov a najnovšie konštelácie družíc a ich dostupných signálov. Výsledkom spracovania sú spoľahlivé dáta a fixácia aj v náročných GNSS podmienkach. Algoritmy v starších GNSS prijímačoch boli prispôsobené nízkemu výkonu hardvéru a nevyužívali naplno všetky dostupné signály. Trimble ProPoint vďaka vysokému výkonu dokáže využívať zložitejšie výpočty a tým pádom naplno využívať všetky dostupné signály. Pri narušenom signáli neodstráni z výpočtu celú družicu ale len samotný signál. Navyše dokáže lepšie spracovať aj signály z nízko letiacich družíc. Vďaka vylepšenej analýze kvality signálov, lepšej filtrácii odrazených signálov a pokročilému modelovaniu šumu využívate v teréne väčší počet družíc, čím získavate lepšiu geometriu. Vďaka tomu je fixácia v teréne rýchlejšia ako u bežných prijímačoch. Merať tak môžete pod stromami či pri budovách, kde sú signály zoslabené, blokované alebo nastávajú falošné odrazy.
Často kladené otázky
Slnečný cyklus 25 je názov pre súčasný cyklus ionosférických porúch spôsobených pravidelnou aktivitou slnečnej erupcie, ktoré by mali vyvrcholiť v priebehu nasledujúcich 3 rokov, do roku 2025. Ide o prírodný jav s nepredvídateľnou úrovňou intenzity, ktorý sa vyskytuje približne každých 11 rokov.
Môže to mať vplyv na akúkoľvek technológiu využívajúcu vysokofrekvenčné rádiové signály. Patria sem signály GNSS používané na určovanie polohy, navigáciu a v korekčných GNSS službách.
Počas období vyššej slnečnej aktivity, ako je slnečný cyklus 25, môžu poruchy ionosféry viesť k scintilačným udalostiam. Počas scintilačnej udalosti môže vaša referenčná stanica stratiť zámok sledovania a naraziť na cyklické sklzy. Tieto cyklické sklzy môžu zhoršiť váš výkon určovania polohy tým, že zabránia zahrnutiu niektorých satelitov do vášho korekčného toku základne / rovera a majú za následok zníženú presnosť roveru.
Signály zo satelitov GNSS sú pri prechode atmosférou prerušené. Každý deň, keď sú časti zemskej atmosféry excitované Slnkom, celkový obsah elektrónov (TEC) sa zvyšuje. Viacfrekvenčné prijímače GNSS môžu pomôcť zmierniť vplyv TEC, ale počas období vyššej slnečnej aktivity, ako je slnečný cyklus 25, môžu najvyššie elektrónové hustoty viesť k zníženiu presnosti.
V zásade bude platiť, že čím ďalej budete od fyzickej referenčnej stanice, tým väčší vplyv môže mať stav ionosféry na fixáciu a docielenie presnosti. Fixácia môže trvať výrazne dlhšiu alebo nemusí nastať vôbec. Preto odporúčame naplánovať si meranie podľa stavu TEC.
V spoločnosti Trimble je našou najvyššou prioritou, aby sme zlepšili prácu našich zákazníkov. Naším cieľom je zabezpečiť, aby boli zákazníci informovaní o slnečnom cykle 25 a mohli plánovať možné prerušenia spôsobené zvýšenou slnečnou aktivitou.
Počas vrcholov slnečnej aktivity, kde sú excitované určité časti ionosféry, dôjde k vyšším hodnotám TEC (a teda väčším oneskoreniam signálu). Vesmírne počasie, ako sú slnečné škvrny, môžu narušiť hornú ionosféru a spôsobiť malé nepravidelnosti, ktoré môžu viesť k scintilácii.
Zatiaľ čo TEC a scintilácia sa zvyčajne môžu vyskytnúť v kľúčových časoch počas dňa, napríklad na poludnie alebo za súmraku, nie je to vždy tak. Odporúčame používateľom používať viacfrekvenčné a multikonštelačné prijímače a plánovať meranie pomocou nášho online nástroja GNSS Planning Online a vyhnúť sa práci v čase vysokej pravdepodobnosti rušenia.
Užívateľom odporúčame využívať max. výkon vášho prijímača, t.j. využívať aktuálny firmvér a všetky podporované GNSS systémy a frekvencie v danom GNSS prijímače.
Vlastníci GNSS prijímačov pracujúcich s technológiou spracovania signálov Trimble ProPoint budú využívať pri aktualizácii firmvéru novú technológiu IonoGuard, ktorá slúži na zmiernenie vplyvu ionosférických porúch.
Podľa NASA môže incident so slnečnou erupciou trvať niekoľko minút až hodín. Niekedy tá istá aktívna oblasť na Slnku môže spôsobiť niekoľko erupcií po sebe, ktoré vybuchnú v priebehu dní alebo dokonca týždňov. Vplyv môže byť možné zmierniť pomocou technológie. Najdlhší známy incident, známy ako Veľký výpadok prúdu v Quebecu v roku 1989, trval približne 9 hodín a podľa SpaceWeather.com postihol približne 6 miliónov ľudí.
Áno, môžete očakávať, že vplyvy sa bude líšiť od danej geografickej oblasti v závislosti od rotácie, naklonenia a všeobecnej blízkosti Zeme k Slnku v daný deň alebo čas.
Áno, tieto slnečné udalosti sa vyskytujú nepretržite, najzávažnejšie udalosti sa zvyčajne vyskytujú približne v 11-ročnom cykle. Toto je zvýraznené v tejto tabuľke nižšie.
Autor: Ing. Dominik Laufík, predaj geodetických zariadení Trimble
Viac informácií na obchod@geotronics.sk alebo kontaktujte predajcu +421 918 868 633
Informácie k článku prevzaté z týchto web stránok:
