Воздействие геомагнитной бури 25-26 августа 2018 г. на ионосферу и качество высокоточного позиционирования ГНСС

Различные возмущения ионосферы являются одним из факторов, способных приводить к ухудшению точности определения местоположения по данным глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС). В настоящей работе мы анализируем воздействие геомагнитной бури 25-26 августа 2018 г. на состояние ионосферы и динамику качества позиционирования методами ГНСС. Данная буря была вызвана корональным выбросом массы 20 августа 2018 года и явилась одним из сильных геомагнитных событий 24-го солнечного цикла (G3). Исследование основано на данных двухчастотных измерений всемирной сети приемников сигнала ГНСС. Для оценки изменений в точности позиционирования во время бури для каждой станции были рассчитаны высокоточные координаты (Precise Point Positioning) в кинематическом режиме. Показано, что в Северном полушарии после внезапного начала бури (20:00 UT 25 августа) регистрировалось увеличение средней величины ошибки позиционирования на широтах 65-75° с.ш. Во время главной фазы бури, в течение первой половины суток 26 августа на средних широтах в североамериканском секторе отчетливо наблюдалось резкое возрастание величин ошибки. При этом средние значения ошибки значительно превышали 0,5 м, что свидетельствует о снижении качества позиционирования в указанном регионе. Сопоставимый рост ошибки наблюдался в высоких широтах Южного полушария. Для отдельных приемников зарегистрирован также рост ошибки позиционирования в одночастотном итерационном режиме. Отмечено, что возрастание ошибки наблюдалось в четко ограниченном широтном секторе, вытянутом вдоль границы авроральной конвекции. Эта граница, согласно данным радаров SuperDARN, смещалась ниже 50 с.ш. В этих же регионах наблюдалось значительное усиление интенсивности вариации полного электронного содержания (ПЭС) и возрастание индекса мелкомасштабной возмущенности ПЭС ROTI. Кроме того, в период главной фазы бури выявлено существенное возрастание уровня сбоев определения ПЭС. Полученные результаты указывают на развитие мелкомасштабных неоднородностей, связанных с движением аврорального овала в направлении средних широт во время бури. Данные неоднородности являются помеховым фактором для сигналов ГНСС и могут приводить к снижению качества навигационного сервиса.
Работа выполнена при поддержке гранта Президента РФ МК-3265.2019.5, гранта РФФИ 20-45-383010, а также в рамках базового финансирования программы ФНИИ II.16. Карты вариаций ПЭС и индекса ROTI получены с помощью онлайн-сервиса обработки данных ГНСС SIMuRG (https://simurg.iszf.irk.ru).