Экстремальные магнитные бури способны существенно ухудшать точность спутниковой навигации по всей планете.
К такому выводу пришел исследователь Пермского Политеха, который впервые провел глобальный анализ работы почти 300 навигационных станций в период одной из самых сильных геомагнитных бурь. Результаты исследования были опубликованы в журнале «Геодезия и картография».
Во время солнечных вспышек в космос выбрасываются потоки заряженных частиц. Достигнув Земли через один-два дня, они вызывают геомагнитные бури, нарушающие структуру ионосферы. В результате радиосигналы от спутников начинают распространяться с задержками и искажениями, что ухудшает точность определения координат.
Исследователь ПНИПУ провел анализ данных почти 300 стационарных навигационных станций, используемых для высокоточного позиционирования в геодезии и строительстве. Работа таких станций имеет особое значение, так как они позволяют определять координаты с точностью до сантиметров.
Сравнение данных, полученных во время экстремальной магнитной бури и в период спокойной космической погоды, показало, что в двухмерном режиме навигации точность определения координат снижается примерно на 14%. При этом непредсказуемость ошибок возрастает на 33–50%, из-за чего положение объекта начинает определяться менее стабильно.
«Для обычного пользователя это означает, что навигатор может показывать разные точки местоположения и более хаотично менять их положение. Обычно такие ошибки составляют несколько метров, но могут привести к тому, что система укажет не тот подъезд или другую сторону улицы», — пояснил научный сотрудник кафедры «Маркшейдерское дело, геодезия и геоинформационные системы» ПНИПУ Антон Тютюков.
Геомагнитные бури значительно сильнее влияют на профессиональные измерения. Ошибка определения высоты во время бури возрастает примерно на 20%, а общая погрешность позиционирования увеличивается в среднем на 23,5%, достигая в отдельных случаях 50%. Для геодезистов и строителей такие отклонения могут быть критичными, так как речь идет уже не о метрах, а о сантиметрах, от которых зависит точность размещения фундаментов, колонн и других конструкций.
Исследование выявило и неожиданный эффект. Оказалось, что в спокойные дни крупные сбои координат наблюдаются на большем числе станций, чем во время магнитных бурь. Однако в периоды бурь средняя величина ошибки оказывается заметно выше. По мнению автора работы, глобальные возмущения магнитного поля могут изменять общую структуру помех и частично подавлять локальные источники ошибок.
Полученные результаты помогут специалистам более точно оценивать риски во время сильных магнитных бурь, а разработчикам навигационных систем — создавать алгоритмы, предупреждающие пользователей о возможном снижении точности спутникового позиционирования.
Фото: hi-tech.mail.ru