Analysis of scintillation measurement errors in GNSS signals

Scintillation is a disturbance induced by the ionosphere, the farther layer of the atmosphere in which free ions (electrons) are present. These electrons vary in quantity according to many factors related to Solar activity and affect instantaneously and simultaneously both in amplitude and in phase the radio navigation signal. Therefore, the impact of scintillation is typically assessed by means of amplitude and a phase scintillation index. However, multipath reflections induce a signal amplitude variation very similar to what scintillations do, leading to potentially wrong scintillation indices estimations. In the thesis, a technique for clearing out the amplitude scintillation index from the multipath effect is presented and analyzed. The results obtained led by the technique, demonstrate the effect of Multipath in the S4 index and the presence of scintillation masked by it.L'objectiu d'aquest projecte és demostrar la presència d'errors en les mesures d'índexs de scintilaltion en el senyal GPS L1 C / A a causa de la presència de reflexió multipath al receptor i proposar un mètode per reduir aquests errors. La scintilaltion és una perturbació induïda per la ionosfera, la capa més llarga de l'atmosfera en la qual estan presents els ions lliures (electrons). Aquests electrons varien en quantitat segons molts factors relacionats amb l'activitat solar i afecten instantàniament i simultàniament tant en amplitud com en fase de senyal de radiocomunicació. Per tant, l'impacte del scintilaltion sol avaluar-se mitjançant amplitud i un índex de scintilaltion de fase. No obstant això, els reflectors de múltiples vies indueixen una variació d'amplitud de senyal molt similar a la que fan els scintilaltions, donant lloc a estimacions d'índexs de scintilaltion potencialment incorrectes. En la tesi es presenta i analitza una tècnica per eliminar l'índex de scintilaltion d'amplitud de l'efecte multipath. Per a la demostració, es van utilitzar les dades recollides durant els primers deu dies del mes de setembre de 2017, a latituds polars durant una tempesta solar. Les dades es van recollir a un interval d'Hertz (1 Hz) per a períodes de cinquanta (50) minuts; i inclou l'índex de scintilaltion d'amplitud i l'índex de scintilaltion de fase del senyal GPS L1 C / A. Amb aquestes dades, el comportament del senyal s'ha analitzat durant les vint-i-quatre hores del dia i, juntament amb un altre detector de scintilaltion, s'han comparat les dades durant els dies i les hores més concloents de la setmana. Els resultats obtinguts han estat dividits per block de temps i blocs de comportament del senyal, diferenciats en tres blocs diferents segons la quantitat de scintillation present. El processament de dades va confirmar que en els casos seleccionats multipath indueix un creixement considerable del valor de l'índex d'escintilació d'amplitud i que hi ha una correlació en aquesta tendència entre dies consecutius. S'ha demostrat que al alinear correctament les sèries temporals de mesuraments, és possible eliminar la contribució de la ruta múltiple i, per tant, subratllar l'única contribució del scintilaltion real. A més, s'ha enfrontat la necessitat d'un gran enfocament de programació de dades per analitzar totes les dades adquirides.Outgoin