Vers une caractérisation du milieu ionosphérique par inversion des spectres de signaux GPS aux hautes latitudes
Résumé
A la traversée de l’ionosphère, les signaux GPS peuvent subir des affaiblissements et des sauts de phase et d’amplitude, causant des erreurs de localisation et parfois le décrochage des récepteurs. Les scintillations ionosphériques dues aux variances de TEC sont à l’origine de ces perturbations. Leur modélisation et leur prédiction sont donc importantes pour la communauté utilisatrice de signaux GNSS. La technique Parabolic Wave Equation (PWE)-Multiple Phase-Screen (MPS), développée à l’Onera, permet cette modélisation : elle consiste à propager le signal électromagnétique (résolution de l’équation de propagation par PWE), à travers une série d’écrans de phase (MPS) modélisant de façon statistique le milieu ionosphérique. Ces écrans de phase sont générés à partir d’un bruit blanc gaussien pondéré par le spectre du milieu ionosphérique. Ce dernier, issu de la théorie de la turbulence ionosphérique, est fonction des principales caractéristiques du milieu (orientation du champ magnétique terrestre, dimension maximale de la forme d’anisotropie…). Les spectres de l’amplitude et de la phase du signal transionosphérique, mesurés par des récepteurs GPS, dépendent de ces termes caractéristiques. Le travail d’inversion sur de tels spectres pourrait permettre de remonter à une de ces grandeurs physiques du milieu. Les premières conclusions de cette étude théorique et numérique seront présentées ici, ainsi que les perspectives données par l’exploitation des spectres réels mesurés par des récepteurs situés à différentes latitudes en Norvège.