Evaluación y mejora de modelos tridimensionales de densidad electrónica en la ionosfera y la plasmasfera

Abstract

La importancia de la ionosfera y de una adecuada caracterización de su densidad electrónica ha aumentado a medida que se ha ido comprendiendo su influencia en las comunicaciones satelitales. El desarrollo de los Sistemas Globales de Navegación por Satélite (GNSS) ha hecho que el estudio de la influencia del plasma ionosférico en la transmisión de ondas electromagnéticas pase a ser un tema fundamental en el desarrollo de estas técnicas. La dispersión que sufre la señal de los GNSS al atravesar la ionosfera es la principal causa que limita la exactitud del posicionamiento: los receptores monofrecuencia no pueden eliminar este efecto pero sí compensarlo con un modelo ionosférico adecuado, de ahí la importancia de todo esfuerzo orientado a una mejora en la caracterización de los valores de densidad electrónica de los modelos. Actualmente los valores de densidad electrónica por encima del máximo de la capa F2 calculados mediante modelos ionosféricos empíricos se alejan apreciablemente de los valores obtenidos experimentalmente. Para que estos modelos sean más realistas es imprescindible introducir en ellos una mejor modelización de la plasmasfera, así como el diseño de una adecuada región de transición entre ambas. Con este objetivo, este trabajo propone la mejora del modelo ionosférico NeQuick mediante la inclusión de la formulación plasmasférica del modelo empírico de Gallagher. Por otro lado, los valores experimentales con que se ajustaron los parámetros del modelo de Gallagher corresponden a una serie temporal excesivamente corta para una adecuada modelización de la plasmasfera. Además, es probable que la región del modelo NeQuick por encima del máximo de la capa F2 pueda definirse mejor mediante la variación de alguno de sus parámetros. Ante esta situación, esta Tesis plantea una vía de optimización del modelo NeQuick+Gallagher mediante el ajuste matemático de ciertos parámetros contenidos en su formulación, utilizando valores experimentales de vTEC.