DATA PANELS FOR MONITORING IONOSPHERIC ACTIVITIES IN THE WESTERN REGION OF PARANÁ

Abstract

Objective: This study presents the development of data panels to monitor the activities of the ionospheric layer in the western region of Paraná. Theoretical Framework: Since the ionosphere is considered the largest source of systematic error in positioning by GNSS (Global Navigation Satellite System), understanding it is essential for applications in the region, such as controlled machine traffic, dam monitoring, and aerial navigation, among others. Method: A set of metrics was calculated using GNSS observables from the ITAI (Foz do Iguaçu/PR), MSMN (Mundo Novo/MS), and PRCV (Cascavel/PR) stations of the RBMC (Brazilian Network for Continuous Monitoring of GNSS Systems), from 2017 to 2023 (solar cycle 25). Results and Discussion: The data panels made it possible to verify that during the peak of solar cycle 25 (2022-2023), there was a significant increase in metrics: ionospheric delay obtained by the carrier phase (If), ionospheric irregularity index (ROTI), and ionospheric gradient (glf), with peaks between August and April. Research Implications: The analysis of ionospheric gradients also indicates the feasibility of implementing GBAS (Ground-Based Augmentation System) at Foz do Iguaçu International Airport, which will assist in the precision of aircraftapproach and landing. Originality/Value: The results generally provide a structured understanding of ionospheric irregularities, allowing pattern detection and improvement in monitoring.

Alternate abstract:

Objetivo: Este estudo apresenta o desenvolvimento de paineis de dados para monitorar as atividades da camada ionosférica na região oeste paranaense. Referencial Teórico: Considerada a maior fonte de erro sistemático no posicionamento pelo GNSS (Global Navigation Satellite System), a compreensão da ionosfera é imprescindível para aplicações na região, como tráfego controlado de máquinas, monitoramento de barragens, navegação aérea, dentre outros. Método: Um conjunto de métricas foi calculada, utilizando observáveis GNSS das estações ITAI (Foz do Iguaçu/PR), MSMN (Mundo Novo/MS) e PRCV (Cascavel/PR) da RBMC (Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo dos Sistemas GNSS), para o período de 2017 a 2023 (ciclo solar 25). Resultados e Discussão: A partir dos paineis de dados foi possível verificar que durante o ápice do ciclo solar 25 (2022-2023) houve aumento significativo das métricas: atraso ionosférico obtido pela fase da portadora (If), índice de irregularidades ionosféricas (ROTI) e gradiente ionosférico (glf), com picos entre agosto e abril. Implicações da Pesquisa: A análise dos gradientes ionosféricos também indica a viabilidade de implantação do GBAS (Ground-Based Augmentation System) no Aeroporto Internacional de Foz do Iguaçu, que auxiliará na aproximação e pouso preciso de aeronaves. Originalidade/Valor: Os resultados fornecem, em geral, uma compreensão estruturada das irregularidades ionosféricas, permitindo a detecção de padrões e melhorias no monitoramento.

Alternate abstract:

Objetivo: Este estudio presenta el desarrollo de paneles de datos para monitorear las actividades de la capa ionosférica en la región oeste de Paraná. Marco Teórico: Considerada la mayor fuente de error sistemático en el posicionamiento por GNSS (Sistema Global de Navegación por Satélite), comprender la ionosfera es esencial para aplicaciones en la región, como tráfico controlado de máquinas, monitoreo de presas, navegación aérea, entre otras. Método: Se calculó un conjunto de métricas, utilizando observables GNSS de las estaciones ITAI (Foz do Iguaçu/PR), MSMN (Mundo Novo/MS) y PRCV (Cascavel/PR) de la RBMC (Red Brasileña de Monitoreo Continuo de Sistemas GNSS), para el período de 2017 a 2023 (ciclo solar 25). Resultados y Discusión: A partir de los paneles de datos fue posible verificar que durante el pico del ciclo solar 25 (2022-2023) hubo un aumento significativo en las métricas: retraso ionosférico obtenido por la fase de la portadora (If), índice de irregularidad ionosférica (ROTI) y gradiente ionosférico (glf), con picos entre agosto y abril. Implicaciones de la investigación: El análisis de los gradientes ionosféricos también indica la viabilidad de la implementación del GBAS (Ground-Based Augmentation System) en el Aeropuerto Internacional de Foz do Iguaçu, que ayudará en la aproximación y aterrizaje precisos de las aeronaves. Originalidad/Valor: En general, los resultados proporcionan una comprensión estructurada de las irregularidades ionosféricas, lo que permite la detección de patrones y mejoras en el monitoreo.