Retardo ionosférico

La ionosfera es la capa comprendida entre 80 o 100 y 1000 km de altitud. Las radiaciones ultravioleta, solar y otras ionizan una porción de las moléculas gaseosas liberando electrones. Un medio en el cual la velocidad de propagación de la onda electromagnética depende de la frecuencia es un medio dispersivo, y la ionosfera es un medio dispersivo, su índice de refracción depende de la frecuencia y afecta de distinta forma a la fase que al código, por ello las señales GPS sufren retardo o adelanto según sea fase o código. Lo más interesante es que al ser la ionosfera un medio dispersivo, esta situación permite que con dos frecuencias L1 y L2 se pueda eliminar el efecto ionosférico, por una combinación lineal de frecuencias. La combinación lineal que elimina este efecto es la llamada libre ionosfera o L3.

Para poder explicar el comportamiento de la onda portadora y el código, procedentes del satélite, en su propagación por la ionosfera, calcular el retraso ionosférico y definir los modelos o sistemas de eliminación del efecto ionosférico, se necesita establecer la relación entre índices de refracción y velocidades. La primera cuestión radica en averiguar si las ondas al pasar por la ionosfera se retrasan, adelantan, o no varían respecto a la propagación de esa misma señal en el vacío.

Se puede demostrar que en la ionosfera los códigos GPS se retrasan y las portadoras GPS se adelantan. En lo que respecta a la distancia geométrica medida entre el satélite y el receptor, las pseudodistancias medidas con códigos son demasiado grandes y las pseudodistancias medidas con fase son demasiado pequeñas.

Demora que experimenta una señal GPS al atravesar la ionósfera. El retardo de fase depende de la densidad de electrones en dicha zona y afecta las portadoras.