Abstract
In dieser Arbeit wird ein ionosphärischer Aktivitätsindikator vorgestellt, der für die Identifizierung von gestörten Perioden nützlich ist, die die Leistung des globalen Satellitennavigationssystems (GNSS) beeinträchtigen. Dieser Index basiert auf der Along Arc TEC Rate (AATR) und kann leicht aus Zweifrequenz-GNSS-Messungen berechnet werden. Der AATR-Indikator wurde über mehr als einen Sonnenzyklus (2002-2017) mit etwa 140 weltweit verteilten Empfängern bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass er gut mit der ionosphärischen Aktivität korreliert und im Gegensatz zu anderen globalen Indikatoren, die mit der geomagnetischen Aktivität zusammenhängen (z. B. DST oder Ap), empfindlich auf das regionale Verhalten der Ionosphäre reagiert und spezifische Auswirkungen auf GNSS-Nutzer identifiziert. Aus einer eingehenden Analyse der Leistungen verschiedener satellitengestützter Erweiterungssysteme (SBAS) unter verschiedenen ionosphärischen Bedingungen ergibt sich außerdem, dass der AATR-Indikator ein sehr geeignetes Mittel ist, um festzustellen, ob Anomalien in der Verfügbarkeit von SBAS-Diensten mit der Ionosphäre zusammenhängen. Aus diesem Grund wurde der AATR-Indikator als Messgröße zur Charakterisierung der Betriebsbedingungen in der Ionosphäre im Rahmen der Aktivitäten der Europäischen Weltraumorganisation zum European Geostationary Navigation Overlay System (EGNOS) ausgewählt. Der AATR-Index wurde von der Internationalen Zivilluftfahrt-Organisation (ICAO) als Standardinstrument für gemeinsame Ionosphärenstudien im Rahmen von SBAS übernommen. In dieser Arbeit erklären wir, wie der AATR-Index berechnet wird, mit besonderem Augenmerk auf der Erkennung von Zyklusverschiebungen, einem der wichtigsten Aspekte bei der AATR-Berechnung, der bei anderen Indikatoren wie dem Rate Of Change of the TEC Index (ROTI) nicht vollständig berücksichtigt wird. Nach dieser Erläuterung stellen wir einige der wichtigsten Schlussfolgerungen über die ionosphärische Aktivität vor, die sich aus den AATR-Werten während der oben erwähnten Langzeitstudie ableiten lassen. Diese Schlussfolgerungen sind: (a) die unterschiedliche räumliche Korrelation mit dem MODIP (MOdified DIP), die es erlaubt, Regionen hoher, mittlerer und niedriger Breiten klar zu trennen, (b) die große räumliche Korrelation in Regionen mittlerer Breiten, die es erlaubt, einen planetarischen Index zu definieren, ähnlich dem geomagnetischen Index, (c) die jahreszeitliche Abhängigkeit, die mit der geographischen Länge zusammenhängt, und (d) die Variation des AATR-Wertes auf verschiedenen Zeitskalen (stündlich, täglich, jahreszeitlich, u.a.), die die meisten der bekannten Zeitabhängigkeiten der ionosphärischen Ereignisse bestätigt, und schließlich (e) die Beziehung zu den Weltraumwetterereignissen.