Orientador: Paulo de Oliveira Camargo / Banca: Jonas Rodrigues de Souza / Banca: Emanuel Paiva de Oliveira Costa / Banca: Milton Hirokazu Shimabukuro / Banca: Claudinei Rodrigues de Aguiar / Resumo: Dentre os métodos de posicionamento GNSS (Global Navigation Satellite System) utilizados pela aviação no suporte das fases de aproximação e pouso preciso de aeronaves, destacam-se o SBAS (Satellite-Based Augmentation System) e o GBAS (Ground-Based Augmentation System). O GBAS tem a capacidade de corrigir a maioria dos erros envolvidos na pseudodistância a partir do DGNSS (Differential GNSS), desde que a camada ionosférica apresente um comportamento não perturbado na região do aeroporto. Entretanto, dependendo do fluxo de ionização solar, da atividade geomagnética, do ciclo de manchas solares, do ângulo zenital do Sol e da localização geográfica, a ionosfera pode sofrer fortes perturbações, proporcionando uma ameaça à integridade do GBAS, uma vez que podem ser diferentes os efeitos ionosféricos em pequenas distâncias. Assim, investigações dos erros sistemáticos devido à camada ionosférica no GBAS tem sido objeto de estudos há alguns anos. Nesse sentido, modelos de risco ionosférico, que visam determinar a máxima decorrelação ionosférica espacial existente entre a estação GBAS e a aeronave que se aproxima num aeroporto, foram desenvolvidos ou avaliados, principalmente para o hemisfério norte, mais precisamente para o território norte-americano, onde se destaca o CONUS (Conterminous United States) Threat Model. Nessa área o comportamento da ionosfera é mais estável em comparação com o observado sobre o Brasil, localizado na região ionosférica equatorial e de baixas latitudes, qu... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Among the methods of GNSS (Global Navigation Satellite System) positioning used by the aviation in the support of the phases of approach and precise landing of aircraft, stand out the SBAS (Satellite-Based Augmentation System) and the GBAS (Ground-Based Augmentation System). GBAS has the ability to correct most of the errors involved in pseudorange from DGNSS (Differential GNSS), provided that the ionospheric layer exhibits undisturbed behavior in the airport region. However, depending on the flow of solar ionization, geomagnetic activity, sunspot cycle, zenith angle of the sun and geographic location, the ionosphere can suffer severe disturbances, posing a threat to the integrity of the GBAS, since the ionospheric effects may be different at small distances. Thus, investigations of systematic errors due to the ionospheric layer in GBAS have been the subject of studies for some years. In this sense, ionospheric threat models, which seek to determine the maximum existing spatial ionospheric decorrelation between the GBAS station and the aircraft approaching an airport, have been developed or evaluated, especially for the northern hemisphere, more precisely to the US territory, which highlights the CONUS (Conterminous United States) Threat Model. In this area, the ionosphere behavior is more stable compared to that observed in Brazil, located in the equatorial and low latitude ionospheric region, which presents the occurrence of Equatorial Ionization Anomaly (EIA), ionospheric ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:38:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ALBERTO FARES AKEL JUNIOR.pdf: 5112998 bytes, checksum: f18fc33d2f9508c3ec265c0efa016b43 (MD5) Previous issue date: 2015-08-21 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo / We study the behavior of the Earth-ionosphere waveguide through the modeling of the propagation of very low frequency radio waves (VLF). We use the computational model LWPC (Long Wave Propagation Capability) to estimate changes in amplitude and phase of the VLF signals detected by the SAVNET network (South America VLF NETwork), and thus try to understand the behavior of the lower ionosphere under different ionization conditions. The research was divided into two parts. The first part investigates the behavior of the VLF signals in quiescent regimes of ionization. Amplitude and phase simulations for the were carried out, modifying adapting polynomials for the β and h parameters (or Wait s parameters) as a function of the zenithal angle. The second part of this research, uses these polynomials in the study of the lower ionosphere under transient ionization regimes in two distinct conditions: first during of solar flares and second during solar eclipse. For the simulations under solar flare conditions, we calculate the changes in β and ℎ′ parameters during the 25/03/2008 solar explosion. With these values, we calculate the electronic density profile through an exponential model and we find that the electronic density at 75 km is ∼ 104 cm−3, that is twenty times higher than during quiescent conditions. To evaluate our parameter estimates, we calculate the variation of the Wait s parameters for the case of twelve solar events of different classes. We note that the variations Δℎ′ found in this work are larger than that in Muraoka, Murata e Sato (1977) because they consider the variations in the conductivity gradient. For the solar eclipse simulations on 11/07/2011, we investigate its effect on the VLF phase. For this, we use the obscuration coefficient to estimate the guide height variation along the whole path during the eclipse. The simulations reproduce the phase behavior during the eclipse. However, a delay of about twenty four minutes was observed between the simulated and observed measurements. The observed delay is a direct consequence of own estimates of the perturbed ionospheric height and it causal relation with the obscuration during the eclipse. lower ionosphere, VLF, modeling, ionospheric disturbances, solar flares, solar eclipse. / Neste trabalho realizamos o estudo do comportamento do guia de ondas terra-ionosfera através da modelagem da propagação ondas de rádio de frequência muito baixa (VLF). Para isto, utilizamos o modelo computacional LWPC (Long Wave Propagation Capability) para estimar as variações de amplitude e fase de sinais de VLF detectados nos trajetos da rede SAVNET (South America VLF NETwork) e assim compreender o comportamento da baixa ionosfera em diferentes regimes de ionização. A pesquisa foi dividida em duas partes. A primeira parte, investigou o comportamento do sinal VLF em regimes quiescente de ionização, assim realizou-se simulações de amplitude e fase adaptando polinômios que definem os parâmetros β e ℎ′ (ou parâmetros de Wait) em função do ângulo zenital solar. Na segunda parte desta pesquisa, aplicou-se os polinômios no estudo da baixa ionosfera sob regimes transientes de ionização em duas condições distintas. A primeira para o caso de explosões solares e a segunda um para eclipse solar. Nas simulações relativas a explosões solares, calculamos as variações dos parâmetros β e ℎ′ durante o evento do dia 25/03/2008. Com esses valores, calculamos o perfil de densidade eletrônica, através de um modelo exponencial e observamos que a densidade eletrônica em 75 km é ∼ 104 cm−3, ou seja, vinte vezes maiores que antes da explosão. Para avaliar nossas estimativas, calculamos a variação dos parâmetros de Wait para doze eventos de diferentes classes. Observamos que as variações Δℎ′ neste trabalho são sempre maiores do que as descritas em Muraoka, Murata e Sato (1977), devido elas considerarem as variações no gradiente de condutividade. Nas simulações relativa ao eclipse solar do dia 11/07/2011, investigamos seu efeito na fase observada. Para esse estudo, utilizou-se o coeficiente de obscurecimento para realizar as simulações, desta forma foi possível estimar a variação da altura do guia ao longo de todo o trajeto durante o eclipse. As simulações reproduziram o comportamento da fase durante o eclipse. Entretanto, foi observado um atraso entre as medidas calculadas e observadas de aproximadamente ∼ vinte e quatro minutos. O atraso observado é diretamente decorrente da estimativa da altura de referência da ionosfera pertubada e de sua relação causal com o obscurecimento durante o eclipse.