Аннотация
В работе приводится описание методики по расчету критической частоты ионосферы на основе разложения эмпирической базы данных во временные ряды Фурье. Рассмотрен способ адаптации модели с использованием значений числа солнечных пятен и индекса солнечной активности F10,7. Указана возможность коррекции по данным текущей диагностики среды, в частности с применением измерений станций вертикального зондирования ионосферы. Представлены результаты анализа эффективности обеих методик в виде значений среднеквадратического отклонения от экспериментальных данных на период времени июнь–июль 2014 года. Показано, что использование оперативных данных вертикального зондирования для оценки индекса солнечной активности в 15 % случаев может привести к резкому возрастанию ошибки. Для устранения этой проблемы предложена методика совместного использования экспериментальных данных, позволяющая исключить вероятность появления критических ошибок, обусловленных наличием локальных неоднородностей в области расположения корректирующей станции. Представлены результаты статистического анализа, подтверждающие работоспособность разработанной методики. Подробно описан алгоритм по расчету максимально-применимых частот коротковолновых трасс различной протяженности, основанный на теореме об эквивалентности и законе секанса, в котором фигурируют всего два параметра ионосферы: критическая частота и коэффициент распространения. Проведена оценка эффективности применения алгоритма совместно с различными методиками прогнозирования критической частоты путем сравнения с экспериментальными данными ионограмм наклонного зондирования. Показано, что представленная методика коррекции индекса солнечной активности позволяет уменьшить ошибку прогнозирования не только критической частоты, но и максимально-применимых частот для односкачковых трасс протяженностью до 3000 км.
Ключевые слова: моделирование ионосферы, критическая частота ионосферы, индексы солнечной активности, адаптирующий параметр, коэффициент распространения, максимально-применимая частота, вертикальное зондирование ионосферы, билинейная интерполяция
Список литературы
1. Cander Lj.R., Leitinger R., Levy M.F. Ionospheric models including the environment // Proceeding of the ESA Workshop on Space Weather, ESA, WPP-155, 11–13 November 1998, ESTEC. – Noordwijk, the Netherlands, 1999. – P. 135–141.
2. Bilitza D. Ionospheric models for radio propagation studies // The Review of Radio Science 1999–2002 / ed. by
W.R. Stone. – Piscataway, New Jersey: IEEE Press and Wiley, 2002. – P. 625–679.
3. Memarzadeh Y. Ionospheric modeling for precise GNSS applications: PhD thesis / Delft University of Technology. – Delft, 2009. – 208 p.
4. Иванов В.А., Рябова Н.В., Шумаев В.В. Основы радиотехнических систем ДКМ диапазона: учеб. пособие. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 1998. – 204 с.
5. Распространение радиоволн / О.И. Яковлев, В.П. Якубов, В.П. Урядов, А.Г. Павельев. – М.: Ленанд, 2009. – 496 с.
6. ITU-R reference ionospheric characteristics: Recommendation ITU-R P.1239–2 / International Telecommunication Union. – Approved in 2009–10. – Geneva: ITU, 2009. – 30 p. – (P Series: Radiowave propagation).
7. Брюнелли Б.Е., Намгаладзе А.А. Физика ионосферы. – М.: Наука, 1988. – 528 с.
8. Блинов И.В. Солнечная активность // Соросовский образовательный журнал. – 2004. – Т. 8, № 2. – С. 64–68.
9. Васенина А.А. Методика коррекции индексов солнечной активности // Техника радиосвязи. – 2013. – № 2 (20). – С. 27–34.
10. Васенина А.А. Оперативный прогноз критической частоты ионосферы // Труды Международной IEEE Сибирской конференции по управлению и связи SIBCON–2013, Красноярск, Институт нефти и газа Сибирского федерального университета, 12–13 сентября, 2013 г. – Красноярск, 2013. – С. 1–4.
11. Березовский В.А., Васенина А.А., Бензик А.В. Влияние точности определения критической частоты слоя F2 на поведение лучевых траекторий // Омский научный вестник. – 2012. – № 3 (113). – С. 294–298.
12. Рябова Н.В. Радиомониторинг и прогнозирование помехоустойчивых декаметровых радиоканалов: дис. … д-ра физ.-мат. наук. – Йошкар-Ола, 2004. – 343 с.
13. Куницын В.Е., Терещенко Е.Д., Андреева Е.С. Радиотомография ионосферы. – М.: Физматлит, 2007. – 336 с.
14. Bilitza D. International reference ionosphere 1990. NSSDC 90-22 / National Space Science Data Center, World Data Center a for Rockets and Satellites. – Greenbelt, Maryland, U.S.A., 1990. – 155 p.
15. Радиозондирование ионосферы спутниковыми и наземными ионозондами / под ред. С.И. Авдюшина. – М.: ИПГ им. акад. Е.К. Федорова, 2008. – 210 с. – (Труды Института прикладной геофизики имени академика Е.К. Федорова; вып. 87).
