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GNSS remote sensing of the PRETTY CubeSat mission: a demonstration to validate models of ionospheric electron density

Semmling, Maximilian und Moreno Bulla, Mario Andres und Zus, Florian und Li, Weiqiang und Dielacher, Andreas und Hoque, Mohammed Mainul und Wickert, Jens und Cardellach, Estel und Nahavandchi, Hossein (2025) GNSS remote sensing of the PRETTY CubeSat mission: a demonstration to validate models of ionospheric electron density. 15th IAA Symposium on Small Satellites for Earth System Observation, 2025-05-04 - 2025-05-08, Berlin, Germany.

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Kurzfassung

The L-band signals of Global Navigation Satellite Systems (GNSS) provide position, velocity and timing services to a global user community. The correction of ionospheric delays in L-band plays a crucial role for these services, for example, to reach sub-meter (or better) position accuracy. The crucial role of ionosphere and neutral atmosphere in GNSS signal propagation gave rise to respective remote sensing applications of GNSS. Among other parameters, the ionospheric electron content above the satellite orbit can be retrieved using satellite-based GNSS observations. The Passive REflecTometry and dosimeTrY (PRETTY) mission is a 3-unit CubeSat that has been launched into a low Earth orbit, of about 564 km altitude, on 9th October 2023. Its main payload is GNSS receiver that exploits the reflected GNSS signals for remote sensing with main focus altimetry. The goal is to derive the height of the specular reflection point on the Earth surface with a sub-meter accuracy. The ionospheric correction is especially important in this case as corresponding delays occur on the two involved signal paths: the direct one and the reflected one. Particularly, the electron content below the satellite orbit contributes to the delay. We demonstrate in our current work the retrieval of ionospheric delays from PRETTY observations and the comparison of retrieved delays with modelled values assuming state-of-the-art electron density models: the Neustrelitz Electron Density Model (NEDM2020), the NeQuick Model and the International Reference Ionosphere (IRI 2016). The comparison shows that for grazing GNSS observations (towards the Earth limb) the different model results vary on the meter-scale and that the retrieved delays lie within this range. We conclude that the delay retrieval can help to validate existing electron density models and to identify weak points for model improvement. An on-going task is to analyze differences among the models and to quantify retrieval uncertainties of other factors (satellite orbits, neutral atmosphere and reflection point location). Potentially, also other small satellites can provide reflectometry observations to validate ionosphere models (e.g. CyGNSS and the upcoming HydroGNSS mission).

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/216654/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:GNSS remote sensing of the PRETTY CubeSat mission: a demonstration to validate models of ionospheric electron density
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Semmling, MaximilianMaximilian.Semmling (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5228-8072NICHT SPEZIFIZIERT
Moreno Bulla, Mario Andresmario.moreno (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zus, FlorianHelmholtz Centre Potsdam, GFZ German Research Centre for Geosciences, Potsdam, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Li, Weiqiangweiqiang (at) ice.catNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dielacher, Andreasandreas.dielacher (at) beyondgravity.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hoque, Mohammed MainulMainul.Hoque (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wickert, Jenswickert (at) gfz.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cardellach, Estelestel (at) ice.csic.esNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nahavandchi, HosseinNorwegian University of Science and Technology NTNU, TrondheimNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2025
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:GNSS remote sensing, PRETTY mission, ionospheric electron density
Veranstaltungstitel:15th IAA Symposium on Small Satellites for Earth System Observation
Veranstaltungsort:Berlin, Germany
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:4 Mai 2025
Veranstaltungsende:8 Mai 2025
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
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: Semmling, Dr. Maximilian
Hinterlegt am:22 Sep 2025 09:47
Letzte Änderung:22 Sep 2025 09:47

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