Аннотация
Цель данной работызаключалась в демонстрации важности учета регулярнойнеоднородности ионосферы при распространении радиоволн через переходную область ионосферы и в разработке метода, позволяющего уточнить координаты одночастотных приемников всемирной навигационной системы (GPS). Для заданиязависимости плотности электронов Nот высоты h использовалась известная параболическая модель, дополненная экспоненциальной моделью и специальной функцией для учета условий на границе ночь–день или день–ночь. Можно отметить качественные и количественные отличия критической частоты fN(h) для вертикального и наклонного путей. Для отношений fN/f<<1 можно считать, что траектория распространения радиоволны между искусственным спутником Земли и приемником является прямолинейной. Для достаточно малого участка траектории с номером i и длиной Δz разложить в ряд с целью выбора оптимальной длины участка траектории Δz. Результаты моделирования для экстремальной ситуации показали, что для большинства приложений достаточную точность даёт значение Δz =20 км. При дальнейшем уменьшении Δz отличия групповых путей наклонного распространения радиоволн не превышают 1 м. Согласно приведенным данным, для рассмотренных экстремальных ситуаций горизонтальная неоднородность ионосферы может существенно влиять на точность определения координат объекта в случае применения одночастотных приемников GPS. Разность групповых путей между ИСЗ и приемником GPS может достигать 197 м. Для повышения этой точности необходимо усовершенствовать метод коррекции ошибок, обусловленных влиянием ионосферы на групповые задержки радиоволн по сравнению с известными методами. В качестве исходных данных для этой модели будут использоваться время, географические координаты приемника GPS и ИСЗ, а также уровень активности Солнца.
Ключевые слова: групповая задержка радиоволн, искусственный спутник Земли, ионосфера Земли, длина траектории радиоволны, скорость света, рабочая частота, навигационный приемник, коррекция плазменной частоты ионосферы
Список литературы
1. Глобальная спутниковая радионавигационная система GLONASS / под ред. В.Н. Харисова, А.И. Перова, В.А. Болдина. – М.: ИПРЖР, 1998. – 400 с.
2. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования / под ред. А.И. Перова, В.Н. Харисова. – Изд. 4-е, перераб. и доп. – М.: Радиотехника, 2010. – 800 с.
3. Кравцов Ю.А., Фейзулин З.И., Виноградов А.Г. Прохождение радиоволн через атмосферу Земли. – М.: Радио и связь, 1983. – 263 с.
4. Klobuchar J.A. Ionospheric time-delay algorithm for singlefrequency GPS users // IEEE Transaction on Aerospace and Electronics Systems. – 1986. – Vol. AES 23 (3). – P. 325–331.
5. Котяшкин С.И. Определение ионосферной задержки сигналов в одночастотной аппаратуре потребителей спутниковой системы навигации NAVSTAR // Зарубежная радиоэлектроника. – 1989. – № 5. – С. 85–95.
6. Hernández-Pajares M., Juan J.M., Sanz J. Global observation of the ionospheric electronic response to solar events using ground and LEO GPS data // Journal of Geophysical Research. Space Physics. – 1998. – Vol. 103, iss. A9. – P. 20789–20796.
7. Bradley P.A., Dudeney J.R. A simple model of the vertical distribution of electron concentration in the ionosphere // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics. – 1973. – Vol. 35, N 12. – P. 2131–2146.
8. Афраймович Э.А., Перевалова Н.П. GPS-мониторинг верхней атмосферы Земли. – Иркутск: ГУ НЦ РВХ ВСНЦ СО РАМН, 2006. – 480 с.
9. Гуревич А.В., Цедилина Е.Е. Сверхдальнее распространение коротких радиоволн. – М.: Наука, 1979. – 248 с.
10. Шебшаевич В.С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы. – М.: Радио и связь, 1982. – 272 с.
11. Яковлев О.И. Космическая радиофизика. – М.: Научная книга, 1998. – 432 с.
12. Рождественский Д.А., Перлов А.Ю. Аппаратно-программный комплекс трансионосферного зондирования ионосферы сигналами спутниковых радионавигационных систем // XXIV Всероссийская научная конференция «Распространение радиоволн», 29 июня – 5 июля 2014 г.: сборник докладов: в 4 т. – Иркутск, 2014. – Т. 1. – С. 304–307.
13. Дэвис К. Радиоволны в ионосфере. – М.: Мир, 1973. – 502 с.
14. Системы коротковолновой радиосвязи с подавлением многолучёвости сигнала / А.И. Агарышев, В.А. Агарышев, П.М. Алиев, К.И. Труднев. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2009. – 160 с.
15. Двайт Г.Б. Таблицы интегралов и другие математические формулы. – М.: Наука, 1966. – 228 с.
