Ocultación de radio

Técnica de teledetección

Análisis de radio ocultación del retardo de la señal del satélite tándem FORMOSAT-3/COSMIC utilizado como sondeo atmosférico .

La radioocultación ( RO ) es una técnica de teledetección que se utiliza para medir las propiedades físicas de una atmósfera planetaria o un sistema de anillos . Entre los satélites que llevan a bordo instrumentos de radioocultación GNSS se encuentran CHAMP , GRACE y GRACE-FO , MetOp y el recientemente lanzado COSMIC-2 . ^[1]

Ocultación de radio atmosférica

La radioocultación atmosférica se basa en la detección de un cambio en una señal de radio a medida que pasa a través de la atmósfera de un planeta, es decir, cuando es ocultada por la atmósfera. Cuando la radiación electromagnética pasa a través de la atmósfera, se refracta (o se dobla). La magnitud de la refracción depende del gradiente de refractividad normal a la trayectoria, que a su vez depende del gradiente de densidad. El efecto es más pronunciado cuando la radiación atraviesa una trayectoria atmosférica larga. En las frecuencias de radio, la cantidad de curvatura no se puede medir directamente; en cambio, la curvatura se puede calcular utilizando el desplazamiento Doppler de la señal dada la geometría del emisor y el receptor. La cantidad de curvatura se puede relacionar con el índice de refracción utilizando una transformada de Abel en la fórmula que relaciona el ángulo de curvatura con la refractividad. En el caso de la atmósfera neutra (debajo de la ionosfera), se puede derivar información sobre la temperatura , la presión y el contenido de vapor de agua de la atmósfera, lo que proporciona aplicaciones de datos de radioocultación en meteorología . ^[1]

Ocultación de radio GNSS

La ocultación por radio GNSS ( GNSS-RO ), también conocida históricamente como ocultación por radio GPS ( GPS-RO o GPSRO ), es un tipo de ocultación por radio que se basa en transmisiones de radio de los satélites GPS ( Sistema de posicionamiento global ), o más generalmente de los satélites GNSS ( Sistema global de navegación por satélite ). ^[2]^[3] Esta es una técnica relativamente nueva (aplicada por primera vez en 1995) para realizar mediciones atmosféricas. Se utiliza como herramienta de pronóstico del tiempo y también podría aprovecharse para monitorear el cambio climático . La técnica implica que un satélite en órbita terrestre baja reciba una señal de un satélite GNSS . La señal tiene que pasar a través de la atmósfera y se refracta en el camino. La magnitud de la refracción depende de la temperatura y la concentración de vapor de agua en la atmósfera. ^[4]

La ocultación de radio del GNSS permite obtener una representación casi instantánea del estado atmosférico. La posición relativa entre el satélite GNSS y el satélite en órbita baja cambia con el tiempo, lo que permite un escaneo vertical de capas sucesivas de la atmósfera. ^[5]

Las observaciones GNSS-RO también pueden realizarse desde aeronaves ^[6] o en las cimas de altas montañas. ^[7]

Misiones satelitales planetarias

Las misiones actuales incluyen REX en New Horizons . ^[8]

Misiones satelitales

Véase también

Referencias

^ ab Ding, Tong; Awange, Joseph L.; Scherllin‐Pirscher, Barbara; Kuhn, Michael; Anyah, Richard; Zerihun, Ayalsew; Bui, Luyen K. (16 de septiembre de 2022). "La ocultación por radio GNSS que rellena las lagunas de datos de la radiosonda africana revela los impulsores de la variabilidad climática de la tropopausa". Revista de investigación geofísica: Atmósferas . 127 (17). Código Bibliográfico :2022JGRD..12736648D. doi :10.1029/2022JD036648. hdl : 20.500.11937/91903 . S2CID 251652497.
^ Melbourne, WG; Davis, ES; Duncan, CB; Hajj, GA; Hardy, KR; Kursinski, ER; Meehan, TK; Young, LE; Yunck, TP (1994). La aplicación del GPS espacial al sondeo del limbo atmosférico y al seguimiento del cambio global (informe). Laboratorio de Propulsión a Chorro. NASA-CR-199799, JPL-PUBL-94-18.
^ Kursinski, ER; Hajj, GA; Schofield, JT; Linfield, RP; Hardy, KR (1997). "Observación de la atmósfera de la Tierra con mediciones de ocultación por radio utilizando el Sistema de Posicionamiento Global". Revista de investigación geofísica: Atmósferas . 102 (D19): 23429–23465. doi : 10.1029/97JD01569 . ISSN 0148-0227.
^ "Un 'termómetro' GPS podría alertar sobre el cambio climático" . Consultado el 16 de febrero de 2008 .
^ "Ocultación por GPS espacial y por radio". Archivado desde el original el 15 de mayo de 2009. Consultado el 16 de febrero de 2008 .
^ Xie, F.; Haase, JS; Syndergaard, S. (2008). "Perfilado de la atmósfera utilizando la técnica de ocultación GPS aerotransportada: un estudio de sensibilidad". IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing . 46 (11). doi :10.1109/TGRS.2008.2004713. S2CID 23345728.
^ Zuffada, C.; Hajj, GA; Kursinski, ER (1999). "Un nuevo enfoque para la elaboración de perfiles atmosféricos con un receptor GPS aerotransportado o basado en la montaña" (PDF) . Journal of Geophysical Research . 104 (D20): 24435–24447. Bibcode :1999JGR...10424435Z. doi : 10.1029/1999JD900766 .
^ "Especificaciones técnicas de la carga útil". Pluto.jhuapl.edu . Consultado el 27 de enero de 2023 .

9. Alexander, P., A. de la Torre y P. Llamedo (2008), Interpretación de las firmas de ondas de gravedad en ocultaciones de radio GPS, J. Geophys. Res., 113, D16117, doi:10.1029/2007JD009390.

Enlaces externos

Sitio web del proyecto COSMIC
Sitio web de GeoOptics LLC: primera constelación RO en funcionamiento comercial
Sitio web de PlanetIQ
Monitoreo de ROM SAF
Sitio web de ROM SAF
Monitoreo del ECMWF
Sitio web de GENESIS

[radio2022-1] Ding, Tong; Awange, Joseph L.; Scherllin‐Pirscher, Barbara; Kuhn, Michael; Anyah, Richard; Zerihun, Ayalsew; Bui, Luyen K. (16 de septiembre de 2022). "La ocultación por radio GNSS que rellena las lagunas de datos de la radiosonda africana revela los impulsores de la variabilidad climática de la tropopausa". Revista de investigación geofísica: Atmósferas . 127 (17). Código Bibliográfico :2022JGRD..12736648D. doi :10.1029/2022JD036648. hdl : 20.500.11937/91903 . S2CID 251652497.

[2] Melbourne, WG; Davis, ES; Duncan, CB; Hajj, GA; Hardy, KR; Kursinski, ER; Meehan, TK; Young, LE; Yunck, TP (1994). La aplicación del GPS espacial al sondeo del limbo atmosférico y al seguimiento del cambio global (informe). Laboratorio de Propulsión a Chorro. NASA-CR-199799, JPL-PUBL-94-18.

[3] Kursinski, ER; Hajj, GA; Schofield, JT; Linfield, RP; Hardy, KR (1997). "Observación de la atmósfera de la Tierra con mediciones de ocultación por radio utilizando el Sistema de Posicionamiento Global". Revista de investigación geofísica: Atmósferas . 102 (D19): 23429–23465. doi : 10.1029/97JD01569 . ISSN 0148-0227.

[GPS_Thermometer-4] "Un 'termómetro' GPS podría alertar sobre el cambio climático" . Consultado el 16 de febrero de 2008 .

[GPS_Space-Based_&_Radio_occultation-5] "Ocultación por GPS espacial y por radio". Archivado desde el original el 15 de mayo de 2009. Consultado el 16 de febrero de 2008 .

[Xie2008-6] Xie, F.; Haase, JS; Syndergaard, S. (2008). "Perfilado de la atmósfera utilizando la técnica de ocultación GPS aerotransportada: un estudio de sensibilidad". IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing . 46 (11). doi :10.1109/TGRS.2008.2004713. S2CID 23345728.

[Zuffada2012-7] Zuffada, C.; Hajj, GA; Kursinski, ER (1999). "Un nuevo enfoque para la elaboración de perfiles atmosféricos con un receptor GPS aerotransportado o basado en la montaña" (PDF) . Journal of Geophysical Research . 104 (D20): 24435–24447. Bibcode :1999JGR...10424435Z. doi : 10.1029/1999JD900766 .

[8] "Especificaciones técnicas de la carga útil". Pluto.jhuapl.edu . Consultado el 27 de enero de 2023 .