Variabele ionosfeer
De fout ten gevolge van de ionosfeer is
niet constant, aangezien de hoeveel
heid elektronen zowel in plaats als in
tijd zeer variabel kan zijn. Wel zijn er
een aantal regelmatige effecten te on
derscheiden [3]Zo is 's nachts het ef
fect veel kleiner dan overdag door het
ontbreken van zonnestraling. Ook het
seizoen waarin men meet, heeft in
vloed op de grootte van de ionosferi-
sche fout in de metingen. Daarnaast
hangt de grootte sterk af van de plaats
op aarde waarboven het GPS-signaal
de ionosfeer doorsnijdt. In fig. 2 is een
relatie zichtbaar, niet met de geografi
sche, maar de geomagnetische breedte.
In de regionen rond de geomagneti
sche equator zal het effect het grootst
zijn. Daarnaast is het bekend dat in
de aurorale regionen (bijvoorbeeld in
Europa de streek Noord-Scandinavië)
ook verhoogde ionosferische activiteit
plaatsvindt. Op onze middelbare
breedten is het effect gemiddeld geno
men het kleinst.
satelliet 1
Fig. 5.
Voorspelde (blauwe
curve) en gemeten
rode curve)
wereldwijde
gemiddelde TEC-
waarden sinds
1 januari 1995
(bron: <www.cx.
unibe. ch/aiub>).
satelliet 2
Naast bovengenoemde invloeden
blijkt de ionosferische vertraging in
het GPS-signaal ook afhankelijk te zijn
van het aantal zonnevlekken (fig. 3).
Een zonnevlek is een gebied waar de
temperatuur lager is dan elders op het
oppervlak van de zon. Er kunnen ster
ke uitbarstingen van geladen deeltjes
plaatsvinden, die de zon verlaten en
die onder invloed van het aardmagne-
tische veld de ionosfeer binnendrin
gen. Hiermee hangt overigens ook het
bekende natuurverschijnsel het 'noor
derlicht' samen (fig. 4). Het aantal
zonnevlekken vertoont een cyclus van
ongeveer elf jaar en in de huidige pe
riode wordt weer een maximum ver
wacht (het laatste maximum dateert
Fig 6.
Het GPS-signaal
van satelliet 1 (in
het zenit) zal een
kortere weg door de
ionosfeer afleggen
dan het signaal
van satelliet 2 net
boven de horizon).
van rond 1990). In fig. 5 is het verloop van de wereldwijde
gemiddelde TEC sinds begin 1995 zichtbaar, zowel de
voorspelde als gemtjten waarden.
Naast door de genoemde oorzaken van schommelingen in
TEC varieert de ioposfeerfout in GPS-metingen ook met
de elevatie van de aangemeten satelliet, aangezien het
signaal van een satelliet die op een lagere elevatie wordt
aangemeten, een lahgere weg door de ionosfeer aflegt dan
een satelliet op een hogere elevatie (fig. 6). Zo is het effect
voor een satelliet aan de horizon ongeveer een factor drie
groter dan voor een satelliet boven het hoofd (in het zenit).
Typische waarden 7oor het (absolute) ionosfeereffect in het
zenit op onze breedte zijn minimaal 0,5 m ('s nachts) tot
maximaal 3 m (overdag, na twaalf uur lokale tijd) geduren
de een periode rond een zonnevlekminimum. Voor de
periode rond een zonnevlekmaximum zijn deze getallen
minimaal 1 m ('s nachts) tot maximaal 12 m (overdag).
lonosfeerfout in de GPS-verweirking
Voor precieze GPS-puntsbepalingstoepassingen is niet zo
zeer de absolute ioriosfeerfout van belang, als wel de relatie
ve fout: het effect dat overblijft na het vormen van (dubbel)
verschil-metingen. Deze relatieve ionosfeerfout is sterk af
hankelijk van het tijdstip en de plaats van de metingen. Het
is bekend dat gedurende perioden rond een zonnevlek
minimum voor basislijnen tot een afstand van ongeveer
15 km het effect vjrijwel geheel geëlimineerd wordt in de
dubbelverschil-metingen. Door de grote hoogte van de
GPS-satellieten in verhouding tot de korte basislijnlengte
zullen metingen van beide ontvangers op een vrijwel gelijke
plaats de ionosfeer doorsnijden (fig. 7). Hierdoor zullen de
absolute fouten voor beide ontvangers vrijwel gelijk zijn en
is het verschil tussen beide te verwaarlozen.
Zoals in de vorige jjaragraaf is aangegeven, is momenteel de
zonnevlekcyclus nabij zijn maximum. Hierdoor is de rela
tieve ionosfeerfout)sterk toegenomen, met name overdag.
Als voorbeeld zijn in fig. 8 voor een basislijn van ongeveer
15 km voor het interval 12:00-13:00 uur lokale tijd op
115
GEODESIA
2000-3
CODE GIM tinjie
from day 001, 1995 to day 005, 2000
lonosfeer
ontvanger
1995 1995.5 1996 1996.5 1997 1997.5 1998 1998.5 1999
Time (years)
2000 2000.5 2001
SSCHAER 6-JAN-2000 12:24
