Algoritmo análise de pico a pico positivo para detecção de irregularidades ionosféricas com dados de satélites C/NOFS E GPS

Abstract

Sabe-se que a ionosfera pode apresentar irregularidades, que são perturbações na densidade do plasma ionosférico e que elas induzem consideráveis níveis de ruído e falhas nos sinais transmitidos nos sistemas de telecomunicações e nos sistemas globais de navegação e posicionamento. Também chamadas de bolhas ionosféricas ou depleções do plasma ionosférico, cuja geração se dar pela Instabilidade RayleighTaylor. O termo depleção do plasma é frequentemente usado quando a detecção de irregularidade é por meio de instrumentos a bordo de satélites, consistindo numa redução brusca do plasma seguido por uma posterior recuperação para um valor próximo ao anterior a redução. Apresenta-se neste trabalho um algoritmo desenvolvido para detecção de depleções do plasma ionosférico, que é usado para um estudo da eletrodinâmica da ionosfera equatorial de baixas latitudes. O algoritmo usa os dados do instrumento PLP (Planar Langmuir Probe) a bordo do satélite C/NOFS (Communications/Navigation Outage Forecasting System) e dos receptores em solo GPS (Global Positioning System). Para o qual dispõe-se de dados TEC (Total Electron Content) das redes GPS espalhadas na América do Sul, e densidade in situ do satélite C/NOFS, em conjunto com parâmetros geomagnéticos. O algoritmo primeiro extrai as variações de densidade eletrônica (para dados do PLP – C/NOFS) ou variações do TEC (para dados dos receptores GPS), que são submetidas a filtragem com Filtro Passa Banda (FPB) e Fast Fourier Transform (FFT). O resultado da filtragem são oscilações, que são analisadas pelo algoritmo fazendo-se as medições das distâncias de cada pico positivo das oscilações a todos os picos subsequentes. O algoritmo apresenta bom custo computacional, capaz de detectar depleções do plasma com dados do PLP-C/NOFS e receptores GPS. Usando 182 estações de receptores GPS localizadas no continente Sul Americano, fez-se um estudo da variabilidade dia-a-dia das irregularidades ionosféricas, assim como o estudo da sazonalidade das irregularidades no mês de janeiro de 2010, mostrando a validação e viabilidade do algoritmo. Afim de enfatizar a validade do algoritmo apresenta-se, ionogramas referentes as digissondas de Fortaleza e São Luís. Expõese os cálculos da medida de tempo de execução do algoritmo, sendo assim, possível medir sua eficiência para comparação com outros algoritmos