¿Qué es la anomalía ecuatorial magnética y cómo GAGAN es único en su capacidad de compensar?

Intentaré dar una respuesta, recopilada en su totalidad de algunos documentos y sitios web que encontré. El primero , del Centro de Investigación Atmosférica de UMass Lowell, da una explicación de la anomalía ecuatorial magnética:

Caracterizada como la aparición de un valle en la concentración de ionización en el ecuador y crestas a unos 17 grados de latitud magnética [Appleton, 1946] en cada hemisferio, la anomalía ecuatorial ha sido bien descrita como resultado de la electrodinámica en el ecuador. Las oscilaciones de las mareas en la ionosfera inferior mueven el plasma a través de las líneas del campo magnético que son horizontales en el ecuador magnético. La dínamo de la región E resultante establece una hoja de corriente intensadenominado electrochorro ecuatorial. La corriente zonal fluye hacia el este durante el día y hacia el oeste durante la noche... La anomalía ecuatorial a menudo no es simétrica con respecto al ecuador magnético debido a la interacción del viento neutral. La asimetría tiende a producir los picos más grandes en la temporada de invierno, ya que los vientos neutros suelen hacer que el plasma sea empujado desde el hemisferio de verano hacia el de invierno. También debido a la declinación del campo magnético terrestre, las características de las regiones anómalas difieren con las longitudes. Las regiones anómalas en el sector del sudeste asiático serían únicas debido a que atrapan más partículas de mayor energía a una altitud dada.

De manera efectiva, desde mi comprensión, que admito que es limitada, en el ecuador la ionosfera varía en altura de un día a otro, y también puede tener una corriente que provoca cambios tanto hacia el este como hacia el oeste durante el día o la noche. Buscando más información sobre cómo esto afecta específicamente al GPS, encontré esto: EFECTO DEL CENTELLEO IONOSFÉRICO EN EL RECEPTOR DE GPS EN LA REGIÓN DE ANOMALÍA ECUATORIAL BHOPAL

Los centelleos de radio debido a la presencia de irregularidades en movimiento en la ionosfera son un problema importante en las aplicaciones de navegación que usan GPS y en la comunicación por satélite, SATCOM, especialmente en latitudes bajas, siendo el problema particularmente agudo alrededor de la región del pico de anomalía ecuatorial. El centelleo se refiere a fluctuaciones rápidas de fase y amplitud de las señales de radio observadas en o cerca de la superficie terrestre... Si son lo suficientemente intensas, estas fluctuaciones pueden impactar dramáticamente el desempeño de los sistemas de comunicación y navegación basados ​​en el espacio. El centelleo ionosférico es la perturbación más significativa que puede afectar a los usuarios de GPS durante los años de alta actividad de las manchas solares. En presencia de centelleo, el modelado ionosférico puede volverse poco práctico y el rendimiento del receptor puede degradarse gravemente.La ionosfera afecta a los receptores GPS al degradar el rendimiento de la señal, en algunos casos provocando la pérdida del bloqueo de la portadora y degradando la precisión de las correcciones diferenciales. Estos efectos son causados ​​por irregularidades en la densidad de electrones que dispersan las ondas de radio en la frecuencia de la banda L y generan centelleo de amplitud y fase.

Entonces, como resultado de las variaciones de la ionosfera en el ecuador, los sistemas típicos de GPS pueden volverse muy inexactos o perder el bloqueo de la señal por completo debido a la variabilidad de las señales. Finalmente, un artículo en Inside GNSS (Global Navigation Satellite Systems) describe cómo funciona GAGAN para corregir esto.

Para modelar el movimiento vertical de la ionosfera, el modelo IGM-MLDF está diseñado para capturar la variabilidad de la ionosfera en dos alturas diferentes de capa de electrones ionosféricos y finalmente proporcionar un valor para el usuario a una altura de capa de 350 kilómetros utilizando un método de promedio ponderado. . El modelo asegura que la transmisión GIVE (definida anteriormente en el artículo como error vertical de la ionosfera de la cuadrícula)tener un nivel de integridad suficientemente alto para que los errores verticales de la ionosfera del usuario (UIVE) calculados por los receptores del usuario limiten sus errores de la ionosfera vertical con una probabilidad muy alta. El GIVE garantiza la integridad de los UIVE, no solo en el punto de la cuadrícula sino en todos los puntos de las cuatro celdas de la cuadrícula que rodean el punto de la cuadrícula. El algoritmo proporciona el retraso y los valores de confianza para el usuario, lo que da como resultado una mayor precisión y disponibilidad.

Así GAGAN podrá proporcionar una señal de corrección de errores para los receptores para que puedan reducir los errores causados ​​por la variabilidad en la altura, dirección y densidad de las corrientes de la ionosfera. En cuanto a por qué otros satélites no lo hacen, supongo que principalmente porque no existe una necesidad significativa en los países que desarrollaron el sistema. Los cuatro principales sistemas de posicionamiento por satélite en uso; GPS, GLONASS, BeiDou y Galileo son operados por países que están muy lejos de la región ecuatorial, con la excepción de partes de China. ( Este documento indica que BeiDou SÍ sufre, como resultado del centelleo, un impacto en la precisión de hasta 6 metros). Sin embargo, como puede ver en este gráfico, la anomalía puede atravesar directamente una parte significativa de la India.

Control de la morfología ionosférica ecuatorial por mareas atmosféricas