Исследование характеристик трансионосферного зондирования с низкоорбитальных космических аппаратов
Введение
Среди современных методов исследования состояния ионосферы дистанционное радиозондирование занимает ведущие позиции. При этом контроль состояния ионосферы методом зондирования в диапазоне плазменных частот основных ионосферных слоев является достаточно перспективным. В связи с этим развитие теоретических основ метода дистанционного декаметрового зондирования ионосферы в целях повышения его оперативности и информативности, представляется особенно актуальным.
Одной из важных задач радиозондирования ионосферы является диагностика и контроль крупномасштабных неоднородностей электронной концентрации, вызванных магнитными бурями, извержениями вулканов, высотными и наземными взрывами, запусками космических аппаратов, выбросами плазмогасящих и плазмообразующих веществ, в том числе и неоднородностей, возникающих в окрестности главного максимума ионизации над эпицентрами предстоящих землетрясений. При этом восстановление параметров таких возмущений в целях прогнозирования является
Содержание
Введение 4
1 Ионосфера Земли как объект исследования 5
1.1 Физические представления об ионосфере 5
1.2 Крупомасштабные ионосферные неоднородности, ассоциированные с сейсмическими событиями 7
1.3 Ионосференые неоднородности антропогенного характера 8
1.4 Спорадические слои 10
1.5 Наземные спутниковые методы зондирования ионосферных неоднородностей 11
1.6 Трансионосферное зондирование как средство контроля состояния ионосферы 17
2 Аппарат математического моделирования распространения декаметровых радиоволн в ионосфере 19
2.1 Математическая модель распространения декаметровых радиоволн в ионосфере без неоднородности 19
2.2 Математическая модель распространения декаметровых радиоволн в ионосфере с неоднородностью 20
3 Исследование траекторных характеристик сигналов трансионосферного зондирования с низкоорбитальных космических аппаратов 22
3.1 Моделирование распространения декаметровых радиоволн в ионосфере без неоднородности 22
3.2 Моделирование распространения декаметровых радиоволн в ионосфере с неоднородностью 44
Заключение 51
Список использованных источников 52
Приложение 53
Список использованных источников
1. Трансионосферное радиозондирование [Электронный ресурс]: сайт. URL: http://vestnik.geospace.ru/issues/iss1/article3.pdf (дата обращения: 12.03.2023)
2. Информация об ионосфере земли [Электронный ресурс]: сайт. URL: https://glonass-iac.ru/iono/about/ (дата обращения: 16.03.2023)
3. Труды Института прикладной геофизики имени академика Е.К. Фёдорова [Электронный ресурс]: сайт. URL: https://ipg.geospace.ru/publications.html/ (дата обращения: 11.02.2023)
4. Кравцов Ю. А. Геометрическая оптика неоднородных сред / Ю. А. Кравцов, Ю. И. Орлов// М. : Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1980. – 304 с.
5. Антропогенное воздействие на околоземное пространство [Электронный ресурс]: сайт.- URL: https://studfile.net/preview/4385201/page:27/ (дата обращения: 30.03.2023)
6. Черный Ф. Б. Распространение радиоволн, Изд. 2-е, доп. и перераб. / Ф. Б. Черный. // М. : Сов. радио», 1972. – 464 с.
7. Исследование ионосферы методом вертикального зондирования [Электронный ресурс]: сайт.- URL: https://rateli.ru/books/item/ff00/s00/z0000000/st045.shtml (дата обращения: 12.03.2023)
8. Способ зондирования ионосферы и тропосферы [Электронный ресурс]: сайт. - URL: https://yandex.ru/patents/doc/RU2693842C1_20190705 (дата обращения: 17.03.2023)
При этом время появления предвестника тем раньше, чем выше магнитуда готовящегося события [6].
1.5 Наземные и спутниковые методы зондирования ионосферных неоднородностей
Первые эксперименты по радиозондированию ионосферы были проведены в 20–х годах прошлого столетия. В то время задачей таких экспериментов являлось, прежде всего, доказательство самого существования ионосферы. Позже, когда коротковолновый диапазон стал основным в радиосвязи, возникла и практическая необходимость исследования структуры приземной плазмы как среды распространения радиоволн. Вскоре стало ясно, что в сравнении с методами прямого измерения характеристик ионосферы с ракет и спускаемых аппаратов метод радиозондирования имеет очевидные преимущества.
В качестве первого примера рассмотрим вертикальное зондирование. Экспериментальные исследования ионосферы начались с использования вертикального зондирования (ВЗ) для