Überwachung der Ionosphäre mit PPP-RTK-Korrektionen: Der I95L als Near-Real-Time ionosphärischer Störungsindex
Der GEPOS-Dienst des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie (BKG) stellt PPP-RTK-Korrektionsdaten für ganz Deutschland bereit. Seit dem Übergang von der Testphase in die Optimierungsphase Anfang 2025 sind die PPP-RTK-Datenströme frei verfügbar. Untersucht wurde, welche Informationen über ionosphärische Störungen aus diesen Datensätzen gewonnen werden können.
Der I95L-Index, der erstmals in den frühen 2000er Jahren eingeführt wurde, gibt Auskunft über die zu erwartenden ionosphärischen Einflüsse auf zentimetergenaue Positionierungen innerhalb regionaler GNSS-Referenzstationsnetzwerke. Niedrige I95L-Werte zeigen an, dass eine schnelle und zuverlässige Mehrdeutigkeitsfixierung möglich ist. Für alle Referenzstationen, die von drei Nachbarstationen umgeben sind, werden ionosphärische Restfehler geschätzt, indem interpolierte und tatsächliche Beobachtungen verglichen werden. Unser Ansatz basiert ausschließlich auf den hochauflösenden, rasterbasierten ionosphärischen PPP-RTK-Korrektionen des GEPOS-Dienstes, wodurch der Rechenaufwand reduziert wird, während räumlich detaillierte Resteinflüsse der Ionosphäre dargestellt werden. Der I95L-Wert ergibt sich aus dem 95 %-Perzentil der ionosphärischen Restfehler aller vorhandenen Satellitensignale und wird in 0,1 TECU (Total Electron Content Units) angegeben.
Wir stellen ein Near-Real-Time-Störungswarnsystem vor, das den kontinuierlichen PPP-RTK-Datenstrom als verbesserte Informationsquelle für zukünftige Anwendungsmöglichkeiten nutzt. Die Ergebnisse werden als Deutschlandkarte dargestellt, die in sechs Regionen unterteilt ist, sowie als tägliches Histogramm, beide mit einer zeitlichen Auflösung von 15 Minuten. Typische ionosphärische Phänomene wie TIDs (insbesondere MSTIDs) und Szintillationen sind klar detektierbar und unterstreichen den Wert von hochauflösenden Echtzeit-PPP-RTK-Daten.