Assimilação de dados para o imageamento tridimensional da ionosfera na região brasileira

• Processo: 15/15027-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2015
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2019
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Geociências - Geodésia
• Pesquisador responsável: Paulo de Oliveira Camargo
• Beneficiário: Fabricio dos Santos Prol
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Presidente Prudente. Presidente Prudente , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 16/22011-2 - Assimilação de dados para o imageamento tridimensional da ionosfera na região brasileira, BE.EP.DR
• Assunto(s): Tomografia Clima espacial
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Imageamento Ionosférico | Ionossonda | Posicionamento GNSS | Radio-Ocultação | Tec | tomografia | Clima Espacial

Resumo

A variação espaço-temporal da densidade eletrônica na atmosfera superior terrestre torna a ionosfera uma região de difícil modelagem. Parte dos modelos que utilizam as observáveis GNSS (Global Navigation Satellite System), descreve a ionosfera como uma camada fina de altitude constante. No entanto, esta camada pode ter, na realidade, mais de 1000 km de espessura. O perfil da densidade eletrônica ao longo das diversas altitudes pode ser determinado por meio de técnicas de reconstrução tomográfica, que consistem em utilizar medidas do TEC (Total Electron Content) advindas de diferentes direções/elevações. Desta forma, é possível realizar o imageamento ionosférico em três dimensões. Contudo, o uso apenas de observações de TEC na reconstrução tomográfica apresenta deficiências nas representações verticais da ionosfera. Esta limitação pode ser superada com a assimilação de observações de perfis ionosféricos, sendo objeto de investigação internacional em diversos métodos de imageamento ionosférico. Além disso, sobre o setor longitudinal Brasileiro, fenômenos peculiares da ionosfera tropical podem ser estudados a partir do imageamento em três dimensões, tais como, os efeitos da forte deriva vertical que ocorre na região equatorial durante os horários do pico de pré-reversão, a intensificação da Anomalia na Ionização Equatorial, a presença de distúrbios ionosféricos propagantes e de irregularidades no plasma ionosférico. Neste sentido, o projeto de pesquisa tem como principal objetivo o estudo de métodos de reconstrução tomográfica da ionosfera a partir da assimilação de dados de perfis ionosféricos e TEC. Os experimentos serão realizados com dados GNSS advindos de redes globais e regionais, bem como de ionossondas instaladas ao redor do mundo e sobre o Brasil. Além disso, o uso de técnicas de Radio-Ocultação será incluído na reconstrução tomográfica. Os resultados serão validados a partir do RMSE (Root Mean Square Error) da estimativa da frequência critica e altitude de pico da camada F2 da ionosfera (fof2 e hmF2). Análises de RMSE serão efetuadas na estimativa do TEC inclinado (STEC), de forma que o STEC será aplicado para avaliar a melhoria que a tomografia da ionosfera com assimilação de dados no imageamento ionosférico proporciona no método de Posicionamento por Ponto Preciso pelo GNSS. Por fim, as possíveis representações da ionosfera sobre o setor brasileiro serão avaliadas a partir da assimilação de TEC com os perfis ionosféricos.

Publicações científicas

(10)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

PROL, FABRICIO S.; CAMARGO, PAULO O.; MUELLA, MARCIO T. A. H.. Numerical Simulations to Assess ART and MART Performance for Ionospheric Tomography of Chapman Profiles. Anais da Academia Brasileira de Ciências, v. 89, n. 3, p. 1531-1542, JUL-SEP 2017. (14/09240-7, 15/15027-7)

PROL, FABRICIO DOS SANTOS; CAMARGO, PAULO DE OLIVEIRA; DE ASSIS HONORATO MUELLA, MARCIO TADEU. COMPARATIVE STUDY OF METHODS FOR CALCULATING IONOSPHERIC POINTS AND DESCRIBING THE GNSS SIGNAL PATH. Bol. Ciênc. Geod., v. 23, n. 4, p. 669-683, OCT-DEC 2017. (15/15027-7)

PROL, FABRICIO DOS SANTOS; HERNANDEZ-PAJARES, MANUEL; CAMARGO, PAULO DE OLIVEIRA; DE ASSIS HONORATO MUELLA, MARCIO TADEU. Spatial and Temporal Features of the Topside Ionospheric Electron Density by a New Model Based On GPS Radio Occultation Data. JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS, v. 123, n. 3, p. 2104-2115, MAR 2018. (16/22011-2, 15/15027-7)

PROL, FABRICIO DOS SANTOS; HERNANDEZ-PAJARES, MANUEL; DE ASSIS HONORATO MUELLA, MARCIO TADEU; CAMARGO, PAULO DE OLIVEIRA. Tomographic Imaging of Ionospheric Plasma Bubbles Based on GNSS and Radio Occultation Measurements. REMOTE SENSING, v. 10, n. 10, OCT 2018. (16/22011-2, 15/15027-7)

PROL, FABRICIO DOS SANTOS; CAMARGO, PAULO DE OLIVEIRA; DE ASSIS HONORATO MUELLA, MARCIO TADEU. COMPARATIVE STUDY OF METHODS FOR CALCULATING IONOSPHERIC POINTS AND DESCRIBING THE GNSS SIGNAL PATH. Bol. Ciênc. Geod., v. 23, n. 4, p. 15-pg., 2017-10-01. (15/15027-7)

PROL, FABRICIO S.; CAMARGO, PAULO O.; MUELLA, MARCIO T. A. H.. Numerical Simulations to Assess ART and MART Performance for Ionospheric Tomography of Chapman Profiles. Anais da Academia Brasileira de Ciências, v. 89, n. 3, p. 12-pg., 2017-07-01. (15/15027-7, 14/09240-7)

PROL, FABRICIO DOS SANTOS; INST NAVIGAT. Overview of a New Reconstruction Method to Map the Ionosphere at the Brazilian Region. PROCEEDINGS OF THE 30TH INTERNATIONAL TECHNICAL MEETING OF THE SATELLITE DIVISION OF THE INSTITUTE OF NAVIGATION (ION GNSS+ 2017), v. N/A, p. 7-pg., 2018-01-01. (15/15027-7, 16/22011-2)

PROL, FABRICIO DOS SANTOS; CAMARGO, PAULO DE OLIVEIRA; HERNANDEZ-PAJARES, MANUEL; DE ASSIS HONORATO MUELLA, MARCIO TADEU. A New Method for Ionospheric Tomography and Its Assessment by Ionosonde Electron Density, GPS TEC, and Single-Frequency PPP. IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING, v. 57, n. 5, p. 2571-2582, MAY 2019. (15/15027-7, 16/22011-2)

PROL, FABRICIO DOS SANTOS; THEMENS, DAVID R.; HERNANDEZ-PAJARES, MANUEL; CAMARGO, PAULO DE OLIVEIRA; DE ASSIS HONORATO MUELLA, MARCIO TADEU. Linear Vary-Chap Topside Electron Density Model with Topside Sounder and Radio-Occultation Data. SURVEYS IN GEOPHYSICS, v. 40, n. 2, p. 277-293, MAR 2019. (16/22011-2, 15/15027-7)

PROL, FABRICIO DOS SANTOS; CAMARGO, PAULO DE OLIVEIRA; GALERA MONICO, JOAO FRANCISCO; DE ASSIS HONORATO MUELLA, MARCIO TADEU. Assessment of a TEC calibration procedure by single-frequency PPP. GPS SOLUTIONS, v. 22, n. 2, APR 2018. (15/15027-7)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

PROL, Fabricio dos Santos. IonMAP: Sistema de assimilação de dados para o imageamento tridimensional da ionosfera no Brasil. 2019. Tese de Doutorado - Universidade Estadual Paulista (Unesp). Faculdade de Ciências e Tecnologia. Presidente Prudente Presidente Prudente.