For decades, GNSS code measurements were much noisier than phase ones, limiting their applicability to ionospheric total electron content (TEC) studies. Ultra-wideband AltBOC signals changed the situation. This study revisits the Galileo E5 and BeiDou B2 AltBOC signals and their potential applications in TEC estimation. We found that TEC noises are comparable for the single-frequency AltBOC phase-code combination and those of the dual-frequency legacy BPSK/QPSK phase combination, while single-frequency BPSK/QPSK TEC noises are much higher. A two-week high-rate measurement campaign at the ACRG receiver revealed a mean 100 sec TEC RMS (used as the noise proxy) of 0.26 TECU, 0.15 TECU, and 0.09 TECU for the BeiDou B2(a+b) AltBOC signal and satellite elevations 0–30°, 30–60°, and 60–90°, correspondingly, and 0.22 TECU, 0.14 TECU, and 0.09 TECU for the legacy B1/B3 dual-frequency phase combination. The Galileo E5(a+b) AltBOC signal corresponding values were 0.25 TECU, 0.14 TECU, and 0.09 TECU; for the legacy signals’ phase combination, the values were 0.19 TECU, 0.13 TECU, and 0.08 TECU. The AltBOC (for both BeiDou and Galileo) SNR exceeds those of BPSK/QPSK by 7.5 dB-Hz in undisturbed conditions. Radio frequency interference (the 28 August 2022 and 9 May 2024 Solar Radio Burst events in our study) decreased the AltBOC SNR 5 dB-Hz more against QPSK SNR, but, due to the higher initial SNR, the threshold for the loss of the lock was never broken. Today, we have enough BeiDou and Galileo satellites that transmit AltBOC signals for a reliable single-frequency vTEC estimation. This study provides new insights and evidence for using Galileo and BeiDou AltBOC signals in high-precision ionospheric monitoring.

В работе разработан новый итерационный алгоритм для решения задачи реконструкции региональных, двумерных, высотно-широтных распределений электронной концентрации в ионосфере на основе разнородных данных низкоорбитального спутникового радиопросвечивания на паре когерентных частот VHF/UHF диапазонов и УФ спектрометрии собственного свечения верхней атмосферы на длине волны 135.6 нм. Это дает возможность использовать взаимно дополняющие геометрии зондирования. Каждая итерация алгоритма расщепляется на две, в которых последовательно решаются задачи относительно электронной концентрации (задача радиопросвечивания) и ее квадрата (задача УФ спектрометрии) с диффузионным сглаживанием между шагами. Помимо этого в алгоритме реализована возможность учета поглощения собственного УФ излучения термосферы молекулярным кислородом, что дает возможность включить в рассмотрение низкоперигейные лучи, поглощение на которых играет существенную роль. Разработанный алгоритм протестирован на данных синтетических наблюдений, полученных на основе моделей NRLMSISE00 и NeQuick2, для реальных режимов работы аппаратуры CERTO и SSUSI/SSULI. Показано, что предложенный алгоритм дает лучшее пространственное разрешение по сравнению с традиционным радиотомографическим (РТ) подходом, а также снимает проблему корректного задания начального приближения, характерную для задач РТ ионосферы, за счет присутствия квазигоризонтальных лучей в геометрии зондирования. A new iterative algorithm has been developed for solving the problem of reconstructing regional distributions of electron density in the ionosphere based on heterogeneous data from low-orbit satellite radio sounding at a pair of coherent frequencies VHF/UHF and UV spectrometry of the upper atmosphere’s airglow at 135.6 nm. It allows us to use complementary probing geometries. Each iteration of the algorithm is split into two, in which problems concerning the electron concentration and its square are sequentially solved with diffusion smoothing between steps. In addition, the algorithm implements the possibility of taking into account the absorption of the intrinsic UV radiation of the thermosphere by molecular oxygen, which makes it possible to include low perigee rays, the absorption of which plays a significant role, into consideration. The developed algorithm was tested on synthetic observational data obtained on the basis of the NRLMSISE00 and NeQuick2 models for real operation modes of the CERTO and SSUSI/SSULI equipment. It is shown that the proposed algorithm provides better spatial resolution compared to the traditional RT approach, and also removes the problem of correctly specifying the initial approximation, due to the presence of quasi-horizontal rays in the sounding geometry.