परिभाषा और अवलोकन
Ionospheric delay वह अस्थायी देरी है जो विद्युत चुम्बकीय संकेतों द्वारा ionosphere से गुजरते समय अनुभव की जाती है, जो पृथ्वी के वायुमंडल का विद्युत आवेशित क्षेत्र है जो लगभग 50 किमी से 1,000 किमी की ऊंचाई तक विस्तृत है। यह देरी इसलिए होती है क्योंकि ionosphere में मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं जो रेडियो तरंगों के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, जिससे उनका प्रसार वेग निर्वात में प्रकाश की गति से कम हो जाता है। सर्वेक्षण और स्थिति निर्धारण अनुप्रयोगों के लिए जो Global Navigation Satellite Systems (GNSS) का उपयोग करते हैं, ionospheric delay माप त्रुटि के सबसे महत्वपूर्ण स्रोतों में से एक है, विशेष रूप से single-frequency receivers के लिए।
Ionospheric delay की मात्रा आवृत्ति-निर्भर है, जिसका अर्थ है कि विभिन्न आवृत्तियों पर संकेत विभिन्न डिग्री की मंदता का अनुभव करते हैं। यह मौलिक विशेषता dual-frequency GNSS receivers में ionospheric प्रभावों का अनुमान लगाने और सुधार करने के लिए काफी सटीकता के साथ उपयोग की जाती है।
भौतिक तंत्र
इलेक्ट्रॉन घनत्व और संकेत प्रसार
Ionosphere का इलेक्ट्रॉन घनत्व सौर गतिविधि, दिन के समय, भौगोलिक स्थान और मौसम के साथ काफी भिन्न होता है। जब उपग्रहों से रेडियो संकेत इस plasma से मिलते हैं, तो मुक्त इलेक्ट्रॉन कूलम्ब बलों के माध्यम से विद्युत चुम्बकीय तरंगों के साथ परस्पर क्रिया करते हैं। यह परस्पर क्रिया phase और group velocity प्रभाव पैदा करती है जो तटस्थ माध्यमों के माध्यम से प्रसार से भिन्न होती हैं।
किसी दिए गए संकेत मार्ग के लिए ionospheric delay को गणितीय रूप से संकेत मार्ग के साथ Total Electron Content (TEC) के समानुपाती व्यक्त किया जाता है, जिसे प्रति वर्ग मीटर इलेक्ट्रॉनों में मापा जाता है। उच्च TEC मान बड़ी संकेत देरी के अनुरूप होते हैं, जिनमें शांत ionospheric परिस्थितियों के दौरान 1 मीटर से कम देरी से लेकर गंभीर geomagnetic तूफानों के दौरान 50 मीटर से अधिक देरी होती है।
आवृत्ति निर्भरता
Ionospheric delay संकेत आवृत्ति (f²) के वर्ग के साथ एक व्युत्क्रम संबंध प्रदर्शित करता है। यह गुण dual-frequency सुधार विधियों के लिए महत्वपूर्ण है:
Delay ∝ 1/f²
परिणामस्वरूप, L1 frequency