Forstyrrelser på GPS-signaler i polområdene

Satellittnavigasjon får en stadig mer sentral plass i samfunnet. Mottakere for globale navigasjonssatellittsystemer (GNSS), som for eksempel GPS, finnes i alt fra smarttelefoner til biler. I industrier som luftfart og oljebransjen er GNSS-posisjonering kritisk for sikkerhet. Dette gjør det viktig å utforske problemer med disse systemene, slik at man vet når man kan stole på posisjonen.

GNSS-signaler går gjennom ionosfæren, som er den delen av atmosfæren som bl.a. gir nordlys. Tidligere statistiske studier har funnet ut at det kan bli mye forstyrrelser på GNSS-signaler i polområdene, og har pekt på nordlys som en mulig kilde til slike forstyrrelser. I tillegg er det flere andre fenomener i ionosfæren som kan skape forstyrrelser på GNSS-signaler, slik som store plasmaskyer som driver over polområdene. Ved å studere forstyrrelsene kan vi lære både om forstyrrelsene selv og om fenomenene som skaper dem.

I 2013 plasserte Universitetet i Bergen ut fire GNSS-mottakere på Svalbard. Dette har gitt en uovertruffen mulighet til å studere hvordan ulike fenomener i ionosfæren, slik som nordlys og plasmaskyer, påvirker GNSS-signaler. Svalbard-regionen har fra før av en rekke ulike instrumenter som kan brukes for å undersøke slike fenomener, og vi har utført detaljerte studier hvor vi har kombinert data fra flere av disse instrumentene.

Resultatene peker på at det er flere ulike fenomener som kan gi forstyrrelser på GNSS-signaler, og at de mest alvorlige forstyrrelsene kommer fra kombinasjonen av plasmaskyer og nordlys. Dessuten kan intense, kortlevde nordlysfenomener på dagsiden av jorden skape sterke forstyrrelser. Vi har også funnet at det er stor variasjon i hvor forstyrrelsene oppstår, og området som forårsaker dem kan bevege seg raskt, noe som kan gjøre det utfordrende å forutsi nøyaktig hvor og når slike forstyrrelser inntreffer.

Personalia:

Christer van der Meeren er født i 1988 og oppvokst i Bergen. Han fullførte mastergraden i romfysikk ved Universitetet i Bergen våren 2013 og begynte på doktorgradsarbeidet samme høst. Veiledere har vært Kjellmar Oksavik og Dag Lorentzen ved Birkelandssenteret for romforskning.