Sociedades em todo o mundo agora dependem de sistemas de navegação por satanãlite, como GPS, para uma infinidade de aplicações, incluindo transporte, agricultura, munições militares, servia§os de emergaªncia e redes sociais, entre outros. No entanto, os riscos naturais, como o clima espacial, podem interromper os sinais desses Sistemas Globais de Navegação por Satanãlite (GNSS).

Para entender melhor essas interrupções, Sun et al. desenvolveram um modelo matema¡tico que emula com precisão as interrupções dos sinais GNSS causadas por um fena´meno de clima espacial especa­fico: manchas irregulares de baixa densidade no plasma de a­ons carregados que compaµe a ionosfera da Terra.

Essas manchas de plasma de baixa densidade geralmente se formam acima do equador da Terra em torno do crepaºsculo e são conhecidas como bolhas de plasma equatorial. Quando os sinais GNSS os encontram, os sinais passam por um tipo de modificação conhecido como cintilação ionosfanãrica, que pode diminuir sua intensidade a ponto de não serem mais detectados por um receptor - o sinal pode ser perdido.

Muitos satanãlites GNSS usam sinais em duas frequências diferentes para neutralizar o desvanecimento causado pela cintilação ionosfanãrica, com uma frequência agindo como backup. No entanto, um sinal ainda pode ser perdido se ambas as frequências forem interrompidas.

Para capturar os efeitos da cintilação ionosfanãrica e explorar o benefa­cio dos sinais GNSS de dupla frequência, os pesquisadores desenvolveram o novo modelo usando uma abordagem matemática conhecida como cadeia de Markov. Eles estimaram parametros para o modelo a partir de dados sobre interrupções de sinal reais causadas pela cintilação ionosfanãrica acima de Hong Kong em 2 de mara§o de 2014.

Para testar o modelo, os pesquisadores compararam suas previsaµes com dados do mundo real e descobriram que ele emulava com precisão o tempo e a duração das interrupções de sinal reais e o fazia com mais precisão do que um modelo anterior que não usava uma abordagem de cadeia de Markov. As simulações de modelo também sugerem que os sinais GNSS de dupla frequência podem, de fato, neutralizar significativamente os efeitos perturbadores da forte cintilação, especificamente no contexto da navegação de aeronaves.

No futuro, esta nova abordagem de modelagem pode ser estendida para melhorar a compreensão de outros efeitos da cintilação ionosfanãrica em sinais GNSS, bem como seus efeitos em outras latitudes. Uma melhor compreensão dessas interrupções poderia, em última análise, informar os esforços para tornar os satanãlites GNSS mais resistentes a  cintilação e outras formas de clima espacial.