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O estado da arte na modelagem da ionosfera está em desenvolver e/ou aprimorar métodos capazes de fornecer aos usuários do GNSS correções ionosféricas confiáveis, em tempo real e utilizando estruturas simples de transmissão de dados. Dentro desta necessidade e com o surgimento dos sistemas de apoio à navegação, tal como os SBASs (Satellite Based Augmentation Systems), esforços estão voltados em fornecer informações de correções do erro sistemático da ionosfera utilizando uma estrutura de grade regular de pontos. Além disto, esforços também vêm sendo direcionados para corrigir a limitação na performance dos atuais métodos de geração de grade ionosférica em regiões equatoriais. Neste contexto, num trabalho pioneiro no Brasil, foi proposto um método para a geração da Grade Ionosférica (GI) e seu nível de confiança (GIVE - Grid Ionospheric Vertical Error) a fim de melhorar a acurácia de posicionamento e navegação pelo GNSS, além de fornecer uma ferramenta que possa ser utilizada na área de estudos da ionosfera. Este trabalho apresenta uma análise para definir a resolução espacial mais viável para a GI e para o GIVE, bem como o impacto da distribuição das estações de referência na definição de tal resolução.

Atualmente, a interferência da camada ionosférica nos sinais da banda L, transmitidos pelos satélites GNSS (Sistema Global de Posicionamento por Satélite), é a maior fonte de erro na utilização deste sistema. Durante a sua propagação entre as antenas do satélite e do receptor, os sinais GNSS são afetados pelos elétrons livres na camada ionosférica. Estes elétrons provocam alterações na velocidade de propagação, na amplitude e na fase dos sinais. Portanto, a magnitude do erro sistemático devido à interferência ionosférica é diretamente proporcional ao TEC (Conteúdo Total de Elétrons) presente no caminho do sinal transionosférico e inversamente proporcional ao quadrado da frequência do sinal. Por outro lado, as redes GNSS ativas, tais como a RBMC, tornaram-se importantes estruturas de sensores para o monitoramento da ionosfera e do clima espacial. Para corrigir os efeitos ionosféricos sobre os sinais e para o monitoramento da ionosfera em tempo real, no Brasil vem sendo desenvolvido um modelo e um algoritmo para a assimilação dos dados GNSS em tempo real e geração da grade ionosférica e seu respectivo nível de confiança (GIVE – ErroVertical da Grade Ionosférica). Este algoritmo, denominado de GIB (Grade Ionosférica Brasileira) também estima e corrige a influênciadas tendências interfrequências dos satélites e dos receptores, para estimar os valores absolutos do TEC. Este trabalho apresenta os resultados obtidos até o momento com o GIB, bem como os mapas ionosféricos gerados em tempo quase real estruturados em formato IONEX (IONosphere map EXchange).

The ionosphere may not only degrade the accuracy of the GNSS positioning but also reduce its availability because there is a high dependence between signal losses and ionospheric irregularities. Irregularities in the Earth's ionosphere may produce rapid fluctuations in phase and amplitude. These rapid fluctuations are called ionospheric scintillation. Thus, loss of signal can occur due to the effects of diffraction and refraction, which cause a weakening in the signal received by the GNSS receivers. In this way, this paper aims to evaluate the magnitude of ionospheric scintillation in Brazil and the performance of the positioning under its influence in the period of high solar activity in the current cycle (24), through the Spearman correlation analysis and the Wavelet periodogram. For that, three-year time series (2012 to 2014) of the S4 index and 3D MSE (Mean Squared Error) of three Brazilian stations with different ionospheric conditions were considered, PALM (near the Geomagnetic Equator) PRU2 (Equatorial region and Anomalies) and POAL (Mid-latitude region). Thus, it was possible to evaluate the correlation between the accuracy of the precise point positioning using only the C/A code of the GPS satellite and the S4 index. As a result, there was a correlation of 53% and 51%, using the Spearman method, for the PALM and PRU2 series, respectively. In addition, considering the analysis of space-frequency in relation to time by the Wavelet coherence method, a correlation of more than 70% is noted in the period of greatest 3D MSE concerning the spring and autumn equinox months.

Editorial

Durante a propagação entre a antena dos satélites e a antena do receptor, os sinais GNSS interagem com partículas eletricamente carregadas, bem como com moléculas e átomos neutros, presentes na atmosfera terrestre. Isto causa refrações e distúrbios na potência e na forma do sinal que provocam variações na velocidade, na amplitude, na fase e na direção de propagação, deteriorando a qualidade do posicionamento. No entanto, é importante salientar que se por um lado a atmosfera afeta negativamente o posicionamento por satélites, por outro, os sinais GNSS vem sendo utilizados como sensores deste meio, o que permite modelar e reduzir tais efeitos negativos. Destaca-se que o atraso ionosférico de primeira ordem, responsável por mais de 99% deste atraso, é proporcional ao Conteúdo Total de Elétrons (TEC), o qual pode ser calculado a partir de observações GNSS. Neste sentido, a RBMC representa uma importante infraestrutura para se obter tal quantidade. Um dos modelos desenvolvidos para se determinar o TEC assume que ele esteja totalmente concentrado em uma camada esférica infinitesimalmente fina e de altitude pré-definida, normalmente entre 300 km e 450 km. Neste caso, o TEC é calculado na intersecção do vetor satélite-receptor com esta camada, denominado de ponto ionosférico (IPP - Ionospheric Pierce Point). Até 2012, a RBMC possuía 88 estações número este elevado para 112 em 2014. Esta pesquisa visa mostrar o impacto da densificação da RBMC entre 2012 e 2014 sobre a quantidade e cobertura temporal dos pontos ionosféricos considerando as constelações GPS e GLONASS, onde o programa grid simulator é utilizado.

Geographic information systems (GIS) and multicriteria decision methods are robust techniques for supporting the urban planning process, including urban drainage. New low-impact management approaches (LID) for rainwater have been investigated and have become increasingly used. Considering the central region of Pato Branco city, which suffers recurrent problems related to flooding, this work presents a method to identify potential areas for the application of LIDs, such as rainwater collection tanks, permeable pavements, green roofs, and rain gardens. The identification of these areas is based on the analysis in a GIS environment considering criteria related to both the land slope, the characteristics of land use and technical parameters. Thus, we observe that rainwater collection tanks are indicated for all habitations, permeable pavements are recommended for 6.30% of the study area, while green roofs can be implemented in 3.97% of the area. Finally, 3.03% can receive rain gardens. In total, 13.30% of the central region of Pato Branco can receive LIDs. The results obtained reveal that the use of the GIS tool associated with multicriteria analysis is efficient in choosing locations for the implementation of LIDs as alternatives for the management of urban drainage.