Die echtzeitnahe räumlich und zeitlich hoch auflösende Darstellung der ionosphärischen Ionisation ist ein wichtiger Beitrag zur Erhöhung der Genauigkeit und Zuverlässigkeit der satellitengestützten Positionierung und Navigation. Durch die echtzeitnahe Darstellung können Effekte des Weltraumwetters in der Ionosphäre korrigiert und reduziert bzw. Aussagen und Vorhersagen zu den Ausbreitungsbedingungen von Funkwellen gemacht werden. (Link: http://www.dlr.de/kn/desktopdefault.aspx/tabid-4796/7953_read-12812/).
Bisher konnte die horizontale Struktur der Gesamtionisation (Total Electron Content -TEC) in echtzeitnahen TEC-Karten operationell dargestellt werden. (Link: http://swaciweb.dlr.de/data-and-products/public/tec/tec-global/?L=1)Die bislang nicht verfügbare vertikale Elektronendichteverteilung in der Ionosphäre weist einen schichtförmigen Aufbau und damit ein stark höhenabhängiges Elektronendichteprofil auf. Für die Vorhersage der Übertragungsqualität terrestrischer HF-Nachrichtenverbindungen ist insbesondere das Maximum des vertikalen Elektronendichteprofils sowie die Höhe des Maximums wichtig. Der vom Land Mecklenburg Vorpommern unterstützte DLR Ionosphärendienst SWACI stellt seit kurzem globale Karten dieser maximalen Elektronendichte der Ionosphäre als operationelles Produkt bereit (http://swaciweb.dlr.de/daten-und-produkte/public/nmf2/). Zur Berechnung der maximalen Elektronendichte bzw. der Elektronendichteschichten werden die globalen TEC Karten in die erste Version eines im DLR Neustrelitz entwickelten empirischen 3D Elektronendichtemodels assimiliert.
Bild1: Globale Karten der maximalen Elektronendichtewerte der Ionosphäre vor der Datenassimilation (links) und danach (rechts)
Darüber hinaus wird eine erste Version der vollständigen dreidimensionalen Rekonstruktion der ionosphärischen Elektronendichte generiert und zur Verfügung gestellt. Die 3D-Darstellung der Elektronendichte erlaubt eine durchgängige Berechnung der ionosphärischen Ausbreitungsfehler entlang des Strahlenweges zwischen den GNSS-Satelliten und einem beliebig positionierten Empfänger, d.h. für alle trans-ionosphärischen Radiosysteme. Der Empfänger kann sich auf der Erde oder an Bord eines Satelliten befinden. Zur Berechnung der Elektronendichteschichten werden dabei die globalen TEC Karten in die erste Version eines in DLR Neustrelitz entwickelten empirischen 3D Elektronendichtemodels assimiliert.
Bild 2 : Höhenschnitte der globalen Elektronendichteverteilung der Ionosphäre am 6. Januar 2011 um 12:00 UT.