为什么卫星有时会失去GPS连接

一项使用欧洲航天局Swarm任务数据的研究称，电离层中的“雷暴”是低轨道卫星GpS信号丢失的原因。欧空局Swarm任务经理符文·弗洛伯根（Rune Floberghagen）表示：“我们在这里看到的是一个突出的例子，表明技术挑战被转化为令人兴奋的科学，这是Swarm等地球探测器任务的真正本质。”“这些新发现表明，全球定位系统可以用作了解与太阳活动有关的电离层动力学的工具。也许有一天，我们也能够将这些电离层雷暴与我们从地面上看到的闪电联系起来，“弗洛伯根指出。

欧空局的三颗Swarm卫星于2013年发射，正在测量和解开来自地球核心、地幔、地壳、海洋、电离层和磁层的不同磁场--这一任务至少需要四年时间。

与许多卫星一样，Swarm三人组携带GpS接收器作为其定位系统的一部分，以便操作员将它们保持在正确的轨道上。此外，GpS定位卫星进行科学测量的位置。

然而，有时卫星会失去它们的GpS连接。事实上，在他们在轨道上的头两年里，链路被破坏了166次。

这篇发表在美国地球物理联合会杂志《太空天气》上的新论文描述了Swarm是如何揭示这些停电与地球上空300-600公里的电离层“雷暴”之间的直接联系的。

波茨坦GFZ德国地球科学研究中心的研究作者之一克劳迪娅·斯托尔（Claudia Stolle）指出：“电离层雷暴是众所周知的，但现在我们已经能够证明这些风暴与失去与全球定位系统的连接之间有直接联系。”

这些雷暴发生在电离层中的电子数量经历大而迅速的变化时。这往往发生在地球磁赤道附近，通常只在日落和午夜之间的几个小时内。

顾名思义，电离层是原子被阳光分解的地方，从而产生自由电子。雷暴散射这些自由电子，产生很少或根本没有电离物质的小气泡。研究称，这些气泡扰乱了GpS信号，从而使群集的GpS接收器失去跟踪。