•Notícia

El grup d’Astronomia i Geomàtica de la Universitat Politècnica de Catalunya (dels Departaments de Matemàtica Aplicada i Telemàtica i Física Aplicada), juntament amb el Dr. Óscar Colombo, de l’agència espacial nord-americana (GSFC/NASA) han demostrat que, fent servir tècniques tomogràfiques per l’escanejat de la ionosfera, és possible la navegació GPS, a escala regional de cents de quilòmetres, amb errors de menys de deu centímetres, deu vegades inferiors als que fins ara es tenien (i això fins i tot en condicions adverses com poden ser tempestes geomagnètiques produïdes per l’activitat solar). El resultat d’aquesta recerca ha estat presentat recentment per l’equip de la UPC (format pels investigadors Manuel Hernández, Jaume Sanz i José Miguel Juan), en el congrés de l’Intitute of Navigation (ION-GPS99) celebrat a Nashville (EUA), un dels congressos més importants en l’àmbit del Sistema de Posicionament Global (GPS).

En l’àmbit de les aplicacions civils, un posicionament en temps real amb exactituds de centímetres, a escala regional de fins a 1000 Km, pot simplificar les tasques i abaratir les despeses en activvitats que requereixen aquesta precisió en enginyeria civil i altres aplicacions de topografia en general. Per a l’aviació genera grans expectatives en el camp dels vols no tripulats on la precisió és especialment crítica en les maniobres d’aterratge i enlairament automàtic.

L’èxit de la nova tècnica presentada radica en un modelat molt precís dels efectes ionosfèrics (alta atmòsfera) sobre la propagació del senyal GPS, mitjançant tècniques tomogràfiques semblants a les que es fan servir a medicina. Es fa servir la constel·lació de satèl·lits GPS, juntament amb els receptors de terra, com un enorme escàner planetari per sondejar contínuament l’atmosfera i reconstruir, en temps real, la seva distribució electrònica tridimensional.

A partir d’un conjunt d’estacions de referència que recullen los feixos de raigs procedents dels satèl·lits, s’aconsegueix reproduir la distribució tridimensional dels electrons lliures que interactuen amb els senyals emesos pels satèl·lits GPS, per poder estimar en qualsevol punt de la regió de cobertura l’efecte ionosfèric amb un error inferior a 2.7cm.

Una de les virtuts de l’estratègia de navegació presentada és el seu bon comportament en condicions d’alta activitat solar. Actualment ens trobem propers a un màxim d’activitat solar, que assolirà el seu valor més alt a principis del proper any. El cicle solar, que té un període d’uns onze anys, està jugant un paper important en la posada al dia dels resultats en posicionament GPS de precisió. L’època de més gran efervescència en el desenvolupament d’aquest tipus d’aplicacions civils ha coincidit amb un període de baixa activitat solar. A mida que aquesta ha anat creixent, bona part dels models i algoritmes que involucraven a la ionosfera i en el seu moment funcionaven, estan deixant de funcionar.

El model tomogràfic s’ha provat sota diferents condicions d’activitat geomagnètica (que juntament amb l’alta activitat solar constitueixen l’autèntic entrebanc per als models ionosfèrics) i s’han fet servir dades procedents de diferents estacions permanents del nord dels Estats Units i el Canadà, corresponents a la xarxa d’estacions que des de principis dels anys noranta manté l’International Geodynamical Service for GPS" (IGS) (es tracta d’una extensa base de dades amb receptors distribuïts al llarg de tot el planeta i que són de lliure distribució per la comunitat científica). L’interès d’utilitzar una xarxa d’estacions amb latituds altes, properes al pol geomagnètic boreal, radica en estudiar la resposta del model en condicions extremes.