Ionosfera

En la ionosfera, que está entre 100 y 1000 km de altitud, las radiaciones solares, especialmente la ultravioleta, y otras radiaciones ionizan una porción de las moléculas gaseosas liberando electrones. El número de electrones libres contenidos en 1 m3 (Total electrón Content ‐ TEC) puede oscilar entre 1016 y 1019, según la radiación solar, las actividad de las marchas solares y otros fenómenos, como los geomagnéticos.

El retardo es proporcional al número total de electrones libres encontrados por la señal en su camino, y está en función del cuadrado de longitud de onda, a igualdad de circunstancia. Varia para cada punto concreto de recensión según su longitud y la observación y momento de la observación.

El retardo ionosférico puede variar en el cenit entre 2 ns (0,6 m) y 50 ns (15 m) para frecuencia de la banda L (usada en el GPS), llegando hasta 2,5 el factor por inclinación de la proyectaría, y siendo hasta 5 veces mayor el efecto al mediodía que entre medianoche y el amanecer.

Puede usarse modelos ionosfericos (Klobuchar, 1986; Geckle and Feen, 1980) para establecer la distribución del TEC, pero tiene variaciones tan irregulares y poco predecibles que los modelos pueden tener errores del 50% con facilidad.

Para resolver el problema, en lo que atañe a recepción de señales que atraviesen la ionosfera, se emplea el artificio de utilizar dos frecuencias diferentes y razonablemente separadas dentro de la banda de trabajo. Como el retardo depende de la longitud de onda, y por tanto es distinto para cada frecuencia, podrán observar un retardo diferente entre ambas, tanto mayor cuanto mayor sea el retardo ionosférica sufrido, siendo por tanto este deducible, indirectamente, con precisión aceptable.

Esta técnica bifrecuencia se emplea en los sistemas VLBI, Doppler Transit y GPS, más adelante descritos.