|
4. Экспериментальные исследования ионосферных возмущений естественного и техногенного происхождения и трансионосферного распространения радиоволн дециметрового диапазона на основе обработки данных глобальной сети двухчастотных приемников навигационных систем GPS-GLONASS.
Использование международной наземной сети двухчастотных приемников навигационной системы GPS, насчитывающей к февралю 2001 г. не менее 800 пунктов и поставляющей данные в Internet, открывает новую эру глобального, непрерывного и полностью компьютезированного мониторинга ионосферных возмущений естественного и техногенного происхождения как части комплекса космической погоды в околоземном пространстве (ОКП). В ближайшем будущем эта система дополнится за счет использования сигналов аналогичной российской системы ГЛОНАСС. В ИСЗФ СО РАН разработаны методы и технология глобального GPS детектора ионосферных возмущений, высокая чувствительность которого позволяет анализировать ионосферные возмущения с амплитудой до 10**(-3) от фонового значения полного электронного содержания. В сравнении с классическими радиофизическими средствами зондирования ионосферы эта технология впервые обеспечивает действительную непрерывность, высокое пространственно-временное разрешение и глобальность мониторинга ионосферных возмущений. Данные измерений фазовых характеристик сигналов GPS могут быть использованы для исследований глобально-временных характеристик трансионосферного распространения радиоволн дециметрового диапазона.
4.1. Разработка алгоритмов и программного комплекса обработки данных глобальной сети двухчастотных приемников GPS-GLONASS, получаемых через Internet. Определение полного электронного содержания и углов прихода сигналов GPS.
4.2. Создание базы данных глобальной сети GPS для выборочных интервалов времени, соответствующих различных уровням гелио-геомагнитных возмущений ОКП, сейсмической активности и техногенных воздействий различного типа (запуски ракет, промышленные взрывы, подземные испытания ядерного оружия).
4.3. Исследования глобальной активности естественных ионосферных неоднородностей различного масштаба, прежде всего крупномасштабных и среднемасштабных перемещающихся ионосферных возмущений, в геомагнитно-спокойных условиях и во время магнитных бурь. Исследования глобальных спектральных и динамических характеристик перемещающихся ионосферных возмущений. Проверка гипотезы о роли геомагнитных возмущений как фактора, определяющего характеристики спектра перемещающихся ионосферных возмущений. Исследования глобального отклика ионосферы на внезапное начало сильных геомагнитных бурь.
4.4. Исследования ударно-акустических волн, генерируемых при запусках ракет, промышленных взрывов, подземных ядерных испытаниях и землетрясениях. Разработка алгоритмов и программного комплекса обнаружения и локализации источников техногенных воздействий по данным навигационных систем GPS-GLONASS, основанных на современных достижениях в области комплексной пространственно-временной обработки сигналов фазированных антенных решеток.
4.5. Исследования глобальных характеристик ионосферного отклика солнечных вспышек с использованием разработанной в ИСЗФ новой технологии детектирования ионосферных эффектов солнечных вспышек, существенно улучшающей чувствительность и пространственно-временное разрешение наблюдений по сравнению с известными радиофизическими методами. Оценка чувствительности метода глобального интегрирования при обнаружении ионосферного отклика слабых солнечных вспышек и возмущений несолнечного происхождения (взрывы сверхновых). Определение пространственно-временных характеристик отклика ионосферы на сильные солнечные вспышки, в том числе пространственной неоднородности потока солнечного ультрафиолетового излучения в масштабах радиуса Земли. Оценка высотного распределения вклада этого излучения в возмущение полного электронного содержания с использованием метода затенения Землей потока солнечного излучения. Исследование зависимости отклика ионосферы от характеристик солнечных вспышек (класс вспышки, спектр излучения, положение источника на диске Солнца и т.д.).
4.6. Исследования пространственно-временных характеристик ионосферного отклика солнечных затмений, в частности полных солнечных затмений 9 марта 1997 г. и 11 августа 1999 г. Определение амплитуды и запаздывания ионосферного отклика затмения.
4.7. Разработка численной модели возмущений полного электронного содержания естественного и техногенного происхождения, необходимой для тестирования алгоритмов и программного комплекса обнаружения и определения характеристик этих возмущений.
4.8. Исследования влияния гелио-геомагнитных возмущений околоземного космического пространства на точность местоопределения в навигационных системах GPS-GLONASS. Исследования физических механизмов сбоев измерений дальности в навигационных системах GPS-GLONASS на основе данных глобальной сети GPS и классических средств мониторинга состояния ОКП. Разработка алгоритмов и автоматизированного программного комплекса мониторинга и прогноза потенциальной точности местоопределения.
4.9. Изучение спектральных и статистических характеристик доплеровского смещения частоты, вариаций углов прихода, фазовых мерцаний радиосигналов дециметрового диапазона при трансионосферном распространении в пределах орбиты ИСЗ GPS.
4.10. Создание в ИСЗФ центра мониторинга техногенных воздействий и прогноза потенциальной точности местоопределения на основе оперативного анализа данных глобальной сети GPS и гелио-геофизических данных, представленных в сети Internet.
|
