1. Vertical sounding technique development
2. Decameter radiowave propagation in real Earth-ionosphere waveguide
3. Ionosphere sounding by incoherent scatter technique and meter radiowvae propagation
4. Experimental researching of ionosphere perturbations and decimeters radiowave transionospheric propagation by GLONASS-GPS receivers data.

1.1. Экспериментальные исследования.
Продолжение начатых ранее исследований, с более четкой формулировкой их задач и тщательной отработкой методик проведения наблюдений. Поэтапное расширение аппаратных возможностей эксперимента: зондирование на нескольких частотах, использование различных видов излучаемых сигналов, измерение двух поляризаций.

1.2. Исследования на основе экспериментальных данных.
Развитие методик первичной и вторичной обработки формы сигналов ВЗ, создание баз данных. Исследование количественных характеристик и закономерностей радиофизических параметров, определяющих быстрые вариации структуры сигналов.

1.3. Исследования структуры сигнала ВЗ методом численного моделирования.
Изучение вариаций параметров, определяющих структуру сигнала, для различных моделей профилей электронной концентрации и частоты столкновения в рамках слоистой модели среды, в том числе с учетом магнитного поля. Проработка задачи диагностики ионосферы и интерпретации экспериментальных данных.

1.4. Теоретические исследования задачи ВЗ.
Исследование вопросов теории ВЗ для трехмерно-неоднородной, нестационарной ионосферы с учетом магнитного поля. Разработка основ интерпретации экспериментальных данных и методов диагностики вариаций ионосферных параметров.

2. Распространение декаметровых радиоволн в реальном волноводе Земля- ионосфера и его диагностика.

2.1. Экспериментальные исследования, разработка методов зондирования и аппаратных средств.
Продолжение исследований по распространению ЛЧМ-сигналов на основе изучения ионограмм НЗ и ВНЗ, в рамках регулярных наблюдений и целенаправленных экспериментов. Реализация измерений структуры (формы) сигналов НЗ, ВНЗ с помощью комплекса цифровой регистрации. Исследования искажений ШПС в реальном волноводе Земля -ионосфера (С выводом аппаратных средств за пределы стационарности канала). Реализация угловых измерений (на базе имеющегося антенного оборудования). Совершенствование методик обработки данных зондирования методом НЗ и ВНЗ.

2.2. Моделирование сигналов НЗ, ВНЗ и диагностика волновода Земля-ионосфера.
Продолжение исследования вопросов распространения на основе моделирования характеристик сигналов НЗ, ВНЗ и сопоставления с экспериментом (в том числе выяснение области применимости имеющихся моделей распространения). Моделирование формы сигналов НЗ и изучение их искажений (особенно ЛЧМ-сигналов при различных девиациях). Моделирование сигналов ВНЗ, включая изучение модельных задач, особенно временных зависимостей, амплитудный рельеф сигналов. Совершенствование методик оперативной диагностики геофизических параметров волновода Земля-ионосфера.

2.3. Задачи теории распространения декаметровых радиоволн в волноводе Земля-ионосфера.
Разработка теории распространения для многослойной, крупномасштабной неоднородной модели ионосферы. Исследование вопроса влияния магнитного поля на дальнее распространение. Учет мелкомасштабных неоднородностей ионосферы. Вопросы теории распространения в модели с "шероховатой" поверхностью Земли и метода ВНЗ. Вопросы теории распространения радиосигналов различных типов с учетом нестационарности ионосферы. Разработка теоретических основ методов диагностики волновода Земля-ионосфера.

3. Зондирование ионосферы методом НР и распространение радиоволн метрового диапазона.

3.1.Экспериментальные исследования и развитие экспериментальной базы радара НР.

• Отработка методик эксперимента в рамках "стандартного" режима наблюдений. Отработка методик первичной обработки данных измерений спектров и высотного профиля мощности.
• Проведение регулярных наблюдений по Геофизическому календарю и целенаправленных экспериментов.
• Организация и проведение комплексных экспериментов, задействующих различные зондирующие средства отдела.
• Подготовка и реализация экспериментов по двухчастотному нагреву ионосферы.
• Установка на Усольском полигоне дополнительных (к радару НР) установок зондирования ионосферы.
• Подготовка описаний отдельных блоков оборудования РЛС "Днепр".
• Разработка и поэтапная реализация системы контроля и управления радаром НР.
• Проработка и реализация режима сканирования в наблюдениях.
• Повышение чувствительности радара, включая замену переусилителей и доработку других узлов приемного тракта.
• Проработка и реализация перехода на излучение сложных сигналов, коротких импульсов и посылка их.
• Разработка и создание аппаратурно- программного комплекса цифровой регистрации радара НР и программного комплекса первичной обработки сигналов различными методами.
• Разработка Аван-проекта полной модернизации радара, позволяющей обеспечить зондирование ионосферы методом НР и нейтральной атмосферы МСТ-методом, что включает в себя: постановку целей и задач, разработку научно -технического обоснования, создание эскизного проекта установки (или несколько ее вариантов, включая многопозиционный)

3.2. Задачи моделирования, вторичной обработки и анализа геофизических данных.

• Совершенствование методик вторичной обработки и повышение качества измеряемых геофизических данных (спектральный метод и метод фарадеевского вращения).
• Создание базы данных НР.
• Внедрение современных методик обработки корреляционных измерений.
• Разработка и создание комплекса по моделированию сигналов НР (спектров мощности- корреляционных функций) для различных геофизических условий.
• Разработка новых методов и методик вторичной обработки сигналов НР.
• Моделирование процесса рассеяния на неоднородностях различного вида , с целью изучения свойств реализаций сигналов рассеяния и их ансамблей.
• Проведение геофизических исследований на основе ряда данных НР, что включает в себя изучение глобальных эффектов (геомагнитные возмущения, долготные вариации, долгопериодические колебания и др.), отдельных неординарных событий, вопросов физики термрсферы, региональных особенностей поведения параметров ионосферы. Круг геофизических задач должен расширяться по мере улучшения диагностических возможностей радара.

3.3. Задачи теории метода НР, распространения метровых радиоволн и их нелинейного взаимодействия в ионосфере.

• Подготовка материалов по изложению существующего уровня теории метода НР.
• Разработка вопросов теории рассеяния радиоволн на мелкомасштабных флуктуациях (включая как макроскопический так и микроскопический подходы).
• Модели неоднородностей и флуктуаций ионосферы и атмосферы.
• Разработка вопросов теории двухчастотной модификации ионосферы и методических основ активных экспериментов.
• Развитие новых методов и методик зондирования, направленных на расширение диагностических возможностей радара НР.
• Решение теоретических вопросов регистрации и обработки сигналов.

Making use of the international ground-based network of two-frequency receivers of the GPS navigation system with a total number of no less than 800 as of February 2001, the data from which are made available via the Internet, has opened a new era in the field of a global, continuous and fully computerized monitoring of ionospheric disturbances of both natural and technogenic origins as an ingredient of the space weather complex in the geospace (GS). In the very near future this system will be complemented through the use of signals from a similar Russian system, GLONASS. The Institute Solar-Terrestrial Physics SD RAS, Irkutsk, developed methods and a technology of a global GPS detector (GLOBDET) of ionospheric disturbances whose high sensitivity makes it possible to analyze ionospheric disturbances with amplitudes as high as 10**(-3) of the background value of total electron content. Compared to classical radio probing tools for the ionosphere, this technology is the first to ensure real continuous and global coverage provided by a monitoring of ionospheric disturbances. Measurements of phase characteristics of GPS signals can be used in investigating global-temporal characteristics of transionospheric propagation of L band radiowaves.

4.1. Development of algorithms and of the software package for processing data from the global network of GPS-GLONASS two-frequency receivers available through the Internet. Determination of the total electron content and of the GPS signal arrival angles.

4.2. Creation of the global GPS network data base for selected time intervals corresponding to different levels of helio-geomagnetic geospace disturbances, seismic activity, and technogenic impacts of various kinds (rocket launches, industrial explosions, underground tests of nuclear weapons).

4.3. Investigations into the global activity of natural ionospheric irregularities of different scales, primarily large-scale and medium-scale traveling ionospheric disturbances, under geomagnetically quiet conditions and at the time of magnetic storms. Investigations of global and dynamic characteristics of traveling ionospheric disturbances. Verification of the hypothesis about the role of geomagnetic disturbances as a factor determining the characteristics of the spectrum of traveling ionospheric disturbances. Investigations of the global response of the ionosphere to a sudden commencement of strong geomagnetic storms.

4.4. Investigations of shock-acoustic waves generated during rocket launchings, industrial explosions, underground nuclear tests, and earthquakes. Development of algorithms and of the software package for detection and location of sources of technogenic impacts using data from the GPS-GLONASS navigation systems, based on state-of-the-art achievements in the field of an integrated, comprehensive spatio-temporal processing of signals from phased antenna arrays.

4.5. Investigations of global characteristics of the ionospheric response to solar flares using a new (developed at the ISTP) technology for detection of ionospheric effects of solar flares, which improves considerably the sensitivity and spatial and temporal resolution of observations compared with existing radio probing methods. Estimation of the sensitivity of the method of global integration at the detection of an ionospheric response to faint solar flares and disturbances of non-solar origin (supernova explosions). Determination of space-time characteristics of the ionospheric response to strong solar flares, including the spatial inhomogeneity of the solar ultraviolet emission flux at scales of the Earth's radius. Estimation of the height distribution of the contribution of this emission to the disturbance of a total electron content using the method of the Earth's shadowing of the solar emission flux. Investigation of the dependence of the ionospheric response on characteristics of solar flares (flare class, emission spectrum, source position on the solar disk, etc.).

4.6. Investigations of space-time characteristics of the ionospheric response to solar eclipses, in particular the total solar eclipses of March 9, 1997, and August 11, 1999. Determination of the amplitude and delay of the ionospheric response to eclipse.

4.7. Development of a numerical model for disturbances of a total electron content of natural and technogenic origin, which is necessary for testing the algorithms and the software package for detection and determination of characteristics of these disturbances.

4.8. Investigation of the influence of helio-geomagnetic disturbances of the geospace on the positioning accuracy in the GPS-GLONASS navigation systems. Investigations into the physical mechanisms responsible for range measurement slips in the GPS-GLONASS navigation systems, based on data from the global GPS system and traditional techniques for monitoring the GS conditions. Developing algorithms and an automated software complex for monitoring and predicting the potential positioning accuracy, on the basis of analyzing real-time data from the global GPS system, and helio-geophysical data available through the Internet.

4.9. Study of spectral and statistical characteristics of the frequency Doppler shift, arrival angle variations, phase scintillation of radio signals in the decimetric radio signals at the transionospheric propagation within GPS satellite orbit.

4.10. Creation, at the ISTP, of the monitoring center for technogenic impacts and prediction of the potential accuracy of positioning, based on an on-line analysis of data from the global GPS network, and of data available via the Internet.