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https://repositorio.uema.br/jspui/handle/123456789/1292| Título: | Algoritmo análise de pico a pico positivo para detecção de irregularidades ionosféricas com dados de satélites C/NOFS E GPS |
| Título(s) alternativo(s): | Algorithm analysis of peak to peak positive of oscillations for detection of ionospheric irregularities with Satellite Data C/NOFS and GPS |
| Autor(es): | Silva, Eduardo Nunes |
| Orientador: | Fonseca, Luís Carlos Costa |
| Membro da Banca: | Amaral, Henrique Mariano Costa do |
| Membro da Banca: | Ribeiro, Áurea Celeste da Costa |
| Data do documento: | 2018-10-11 |
| Editor: | Universidade Estadual do Maranhão |
| Resumo: | 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. |
| Resumo: | It is known that the ionosphere may exhibit irregularities, which are perturbations in ionospheric plasma density, and that they induce considerable noise levels and signal failure in telecommunications systems and in global navigation and positioning systems. Also called ionospheric bubbles or ionospheric plasma depletions, which are generated by the Rayleigh-Taylor Instability. The term plasma depletion is often used when the detection of irregularity is by means of instruments on board satellites, consisting of a reduction of plasma abruptness followed by a subsequent recovery to a value close to the previous reduction. This work presents an algorithm developed for the detection of ionospheric plasma depletion, which is used for a study of the electrodynamics of the low latitude equatorial ionosphere. The algorithm uses data from the PLP (Planar Langmuir Probe) instrument on the C/NOFS (Communications/Navigation Outage Forecasting System) satellite and receivers on GPS (Global Positioning System). For this, TEC (Total Electron Content) data of the GPS networks scattered in South America and in situ density of the satellite C/NOFS, together with geomagnetic parameters are available. The algorithm first extracts the variations of electronic density (for PLP - C/NOFS data) or variations of the TEC (for GPS receiver data), which are filtered through Band Pass Filter (BPF) and Fast Fourier Transform (FFT). The result of the filtering are oscillations, which are analyzed by the algorithm by measuring the distances of each positive peak of the oscillations at all subsequent peaks. The algorithm presents good computational cost, capable of detecting plasma depletions with PLP-C/NOFS data and GPS receivers. Using 182 GPS receiver stations located on the South American continent, a study of the day-today variability of ionospheric irregularities was carried out, as well as the study of the seasonality of the irregularities in January 2010, thus showing the validation and feasibility of the algorithm. In order to emphasize the validity of the algorithm, we present ionograms referring to the digissondas of Fortaleza and São Luís. The calculations of the execution time measure of the algorithm are exposed, so it is possible to measure its efficiency for comparison with other algorithms. |
| Palavras-chave: | Irregularidades ionosféricas Bolhas ionosféricas C/NOFS GPS |
| Aparece nas coleções: | Mestrado Profissional em Engenharia de Computação e Sistemas - CCT - Dissertações |
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