Die Ionosphäre ist ein sowohl zeitlich wie auch räumlich hochgradig variables Medium, insbesondere der Bereich um 350 km und höher. GNSS-Bodenstationen oder Ionosonden alleine können die Variationen in der Topside-Ionosphäre oberhalb von ~350 km nur wenig bis kaum erfassen.

Dagegen bieten Satelliten auf Höhen zwischen 350 km und 1000 km einen ungestörten Blick auf die Topside. Fast alle Satelliten verfügen über einen GNSS-Empfänger, welcher dafür genutzt werden kann, den „slant total electron content“ (TEC), das heißt, die integrierte Elektronendichte entlang der Sichtlinie, zu bestimmen. Aus den slant TEC-Messungen kann dann die globale Elektronendichte rekonstruiert werden, wenn eine hinreichend gute Abdeckung mit Satelliten gegeben ist.

Die neu aufkommenden Mega- und Gigakonstellationen mit hunderten oder gar tausenden von LEO-Satelliten werden die erreichbare Auflösung und Präzision der Modelle deutlich erhöhen. Im Rahmen dieses Projektes beschäftigen wir uns mit der Methodik zur Rekonstruktion sowie der Analyse des Potenzials von großen LEO-Konstellationen für die Ionosphärenforschung.

[1] Schreiter L, Brack A, Männel B, Schuh H, Arnold D, Jäggi A (2024): Imaging of the topside ionosphere using GNSS slant TEC obtained from LEO satellites. Submitted to Radio Science. Preprint at DOI: 10.22541/essoar.170612533.38060840/v1

[2] Stolle C, Siddiqui TA, Schreiter L, Das SK, Rusch I, Rother M (2023): An empirical model of the occurrence rate of low latitude post-sunset plasma irregularities derived from CHAMP and Swarm magnetic observations. Submitted to Space Weather. Preprint at DOI: 10.22541/essoar.170144054.42135952/v1

[3] Schreiter L, Stolle C, Rauberg J, Kervalishvili G, van den Ijssel J, Arnold D, Xiong C, Callegare A (2023): Topside ionosphere sounding from the CHAMP, GRACE, and GRACE-FO missions. Radio Science, 58:e2022RS007552. https://doi.org/10.1029/2022RS007552