Ground‐based Global Navigation Satellite System (GNSS) receivers have become a ubiquitous tool for monitoring the ionosphere. Total electron content (TEC) data from globally distributed networks of ground‐based GNSS receivers are increasingly being used to characterize the ionosphere and its variability. The deployment of these GNSS receivers is currently limited to landmasses. This means that 7/10 of Earth's surface, which is covered by the oceans, is left unexplored for persistent ionospheric measurements. In this paper, we describe a new low‐power dual‐frequency Global Positioning System (GPS) receiver, called Remote Ionospheric Observatory (RIO), which is capable of operating from locations in the air, space, and the oceans as well as on land. Two RIO receivers were deployed and operated from the Tropical Atmosphere Ocean buoys in the Pacific Ocean, and the results are described in this paper. This is the first time that GPS receivers have been operated in open waters for an extended period. Data collected between 1 September 2018 and 31 December 2019 are shown. The observed TEC exhibits a clear seasonal dependence characterized by equinoctial maxima in the data at both locations. Both RIO receivers, deployed near the magnetic equator, show an 18–35% increase in TEC during moderately disturbed geomagnetic periods. Comparisons with the International Reference Ionosphere model show good agreement. The new capability presented in this paper addresses a critical gap in our ability to monitor the ionosphere from the 70% of the Earth's surface that is covered by water.

中文翻译：

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电离层观测的新前沿：来自海洋浮标的GPS总电子含量测量

地面全球导航卫星系统（GNSS）接收器已成为监视电离层的无处不在的工具。来自地面GNSS接收器全球分布网络的总电子含量（TEC）数据正越来越多地用于表征电离层及其可变性。目前，这些GNSS接收机的部署仅限于陆地。这意味着被海洋覆盖的地球表面的7/10没有进行持续电离层测量。在本文中，我们描述了一种新型的低功耗双频全球定位系统（GPS）接收器，称为远程电离层天文台（RIO），它能够在空中，太空和海洋以及其他地方进行操作土地。在太平洋的热带大气浮标上部署并运行了两个RIO接收器，并在本文中描述了结果。这是GPS接收机在露天水域中长时间运行的首次。显示了2018年9月1日至2019年12月31日期间收集的数据。观测到的TEC表现出明显的季节依赖性，其特征是两个位置的数据均等值最大值。部署在磁赤道附近的两个RIO接收器在中度受干扰的地磁期间TEC均增加了18–35％。与国际参考电离层模型的比较显示出很好的一致性。本文介绍的新功能解决了我们从被水覆盖的地球表面70％的区域监测电离层的能力中的关键缺陷。并对结果进行了描述。这是GPS接收机在露天水域中长时间运行的首次。显示了2018年9月1日至2019年12月31日期间收集的数据。观测到的TEC表现出明显的季节依赖性，其特征是两个位置的数据均等值最大值。部署在磁赤道附近的两个RIO接收器在中度受干扰的地磁期间TEC均增加了18–35％。与国际参考电离层模型的比较显示出很好的一致性。本文提出的新功能解决了我们从被水覆盖的地球表面70％的区域监测电离层的能力中的一个重大缺陷。并对结果进行了描述。这是GPS接收机在露天水域中长时间运行的首次。显示了2018年9月1日至2019年12月31日期间收集的数据。观测到的TEC表现出明显的季节依赖性，其特征是两个位置的数据均等值最大值。在磁赤道附近部署的两个RIO接收器在中度受干扰的地磁期间TEC都增加了18–35％。与国际参考电离层模型的比较显示出很好的一致性。本文介绍的新功能解决了我们从被水覆盖的地球表面70％的区域监测电离层的能力中的关键缺陷。这是GPS接收机在露天水域中长时间运行的首次。显示了2018年9月1日至2019年12月31日期间收集的数据。观测到的TEC表现出明显的季节依赖性，其特征是两个位置的数据均等值最大值。在磁赤道附近部署的两个RIO接收器在中度受干扰的地磁期间TEC都增加了18–35％。与国际参考电离层模型的比较显示出很好的一致性。本文介绍的新功能解决了我们从被水覆盖的地球表面70％的区域监测电离层的能力中的关键缺陷。这是GPS接收机在露天水域中长时间运行的首次。显示了2018年9月1日至2019年12月31日期间收集的数据。观测到的TEC表现出明显的季节依赖性，其特征是两个位置的数据均等值最大值。在磁赤道附近部署的两个RIO接收器在中度受干扰的地磁期间TEC都增加了18–35％。与国际参考电离层模型的比较显示出很好的一致性。本文介绍的新功能解决了我们从被水覆盖的地球表面70％的区域监测电离层的能力中的关键缺陷。观测到的TEC表现出明显的季节依赖性，其特征是两个位置的数据均等值最大值。在磁赤道附近部署的两个RIO接收器在中度受干扰的地磁期间TEC都增加了18–35％。与国际参考电离层模型的比较显示出很好的一致性。本文介绍的新功能解决了我们从被水覆盖的地球表面70％的区域监视电离层的能力中的关键缺陷。观测到的TEC表现出明显的季节依赖性，其特征是两个位置的数据均等值最大值。在磁赤道附近部署的两个RIO接收器在中度受干扰的地磁期间TEC都增加了18–35％。与国际参考电离层模型的比较显示出很好的一致性。本文介绍的新功能解决了我们从被水覆盖的地球表面70％的区域监测电离层的能力中的关键缺陷。