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Ionospheric tomography for SWARM satellite orbit determination using single-frequency GNSS data

Prol, Fabricio S. und Pignalberi, Alessio und Smirnov, Artem G. und Pezzopane, Michael und Christovam, Ana L. und Selvan, Kannan und Hoque, Mohammed Mainul und Kaasalainen, Sanna (2024) Ionospheric tomography for SWARM satellite orbit determination using single-frequency GNSS data. GPS Solutions. Springer. doi: 10.1007/s10291-024-01779-4. ISSN 1080-5370.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Offizielle URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s10291-024-01779-4

Kurzfassung

Ionospheric tomography offers three-dimensional (3D) description of the electron density distribution, enabling the direct incorporation of electron density data into the slant total electron content (STEC) computation. As a result, STEC derived from tomography helps mitigate the ionospheric delay experienced in the line of sight between global navigation satellite systems (GNSS) and satellites positioned in low Earth orbits (LEO). Tomography can therefore be effectively employed to correct single-frequency GNSS observations and allow enhanced positioning of spaceborne platforms. We demonstrate the accuracy and performance of a global-scale ionospheric tomography method for determining satellite orbits, utilizing single-frequency GNSS measurements combined with a precise point positioning (PPP) algorithm. We compare the tomographic outcomes against orbit determination derived from the GRoup and PHase ionospheric correction (GRAPHIC) observable and based on an ionospheric climatological model. Near the peak of solar cycle 24, the overall accuracy achieved with tomography was around 3.8 m. notably, compared to the background climatological model, tomography demonstrated improvements ranging from 15 to 20%. The GRAPHIC method outperformed tomography, achieving an accuracy of 0.7 m, whereas we obtained around 7 m accuracy when no ionospheric model is employed. Although the developed ionospheric tomography has yet to match the precision of GRAPHIC, our results bring us relatively closer to this objective.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/209489/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Ionospheric tomography for SWARM satellite orbit determination using single-frequency GNSS data
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Prol, Fabricio S.fabricio.dossantosprol (at) nls.fihttps://orcid.org/0000-0002-7206-1705NICHT SPEZIFIZIERT
Pignalberi, Alessioalessio.pignalberi (at) ingv.itNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Smirnov, Artem G.arsmirnov95 (at) gmail.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pezzopane, Michaelmichael.pezzopane (at) ingv.itNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Christovam, Ana L.ana.lucia (at) unesp.brNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Selvan, Kannankannan.selvan (at) uwasa.fiNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hoque, Mohammed MainulMainul.Hoque (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kaasalainen, Sannasanna.kaasalainen (at) nls.fiNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2024
Erschienen in:GPS Solutions
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1007/s10291-024-01779-4
Verlag:Springer
ISSN:1080-5370
Status:veröffentlicht
Stichwörter:ionospheric tomography, Swarm orbit determination, Neustrelitz Electron Density Model NEDM
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Kommunikation, Navigation, Quantentechnologien
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R KNQ - Kommunikation, Navigation, Quantentechnologie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Ionosphäre
Standort: Neustrelitz
Institute & Einrichtungen:Institut für Solar-Terrestrische Physik > Weltraumwetterbeobachtung
Hinterlegt von: Hoque, Mohammed Mainul
Hinterlegt am:04 Dez 2024 12:08
Letzte Änderung:04 Dez 2024 12:08

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