Osservabili GPS > Modello a Thin layer e Mapping Function [Capitolo 3.3]

La situazione più comune che si riscontra nell’uso dei sistemi satellitari è quella in cui i satelliti si trovano lungo direzioni diverse da quella dello zenith del ricevitore,

quindi si può valutare il TEC lungo un percorso ricevitore-satellite non verticale ed obliquo (STEC). Tuttavia, per la mappatura di TEC da dati da GPS, il TEC lungo la verticale (VTEC) si presta alla costruzione di mappe bidimensionali per la sua univocità, ovvero si assume l’assenza di gradienti orizzontali [16].

L’approccio più comune alla stima del VTEC consiste nel proiettare il valore dello STEC lungo la verticale. Siccome il sistema GPS fornisce misure di STEC, è necessario usare una funzione di proiezione (mapping function)

che descriva il rapporto tra il TEC obliquo STEC() ed il TEC verticale VTEC. Tale funzione di proiezione F() permette di convertire STEC() in VTEC e viceversa, è una quantità che si descriverà tra breve.

Di norma si riferisce il VTEC risultante a delle coordinate solari-geografiche (i.e. tempo locale LT e latitudine geografica) o solari geomagnetiche (i.e. LT e Modip) specifiche, e viene adottato per la ionosfera il cosiddetto modello thin shell (strato sottile) oppure single layer.

Si assume che tutti gli elettroni liberi siano contenuti in uno strato di spessore infinitesimale ad altezza H.

L’altezza H di questo strato idealizzato è di solito posta a 350, 400 o 450 km, che corrisponde approssimativamente all’altezza del massimo di densità elettronica.

Secondo questo modello, la relazione tra , la distanza zenitale del satellite dal pierce point ionosferico (intersezione tra il raggio satellite-ricevitore e lo strato sottile) e $latex\chi$, la distanza zenitale tra il ricevitore ed il pierce point è data da

ove

km è il raggio medio terrestre

H è l’altezza dello strato sottile.

Tale relazione permette di determinare la funzione di mappatura più utilizzata:

ove è la (3.27).

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[16] Misra, P., Per Enge, 2001. GLOBAL POSITIONING SYSTEM, Signals, Measurements, and Performance, Ganga-Jamuna Press.