Содержание
Введение
1. Возможности и ограничения применения спутниковой радиотомографии
2. Радиотомография исследования ионосферы в различных широтных областях
3. Научная программа эксперимента "Маяк"
3.1 Научные задачи
3.2 Состав бортовой аппаратуры
4. Мониторинг ионосферы в интересах коротковолновой связи
5. Первые в мире
Заключение
Список используемой литературы
Введение
Исследования по лучевой радиотомографии (РТ) ионосферы и ее приложениям вызывают заметный интерес в мире. С начала девяностых годов были проведены серии успешных экспериментов по реконструкции структуры ионосферной плазмы с помощью томографических методов в различных регионах Европы, Америки, Юго -Восточной Азии , Австралии. С тех пор лучевая РТ стала одним из основных инструментов исследования распределений электронной плотности в ионосфере. В докладе представлены и обсуждаются результаты исследований структуры и динамики ионосферы методом лучевой РТ по данным экспериментов 1990–2005 гг., выполненных сотрудниками МГУ, ПГИ РАН и совместно с зарубежными коллегами. Метод лучевой РТ ионосферы основан на регистрации и анализе радиосигналов двух когерентных частот 150 и 400 МГц низкоорбитальных (НО ) навигационных российских спутников типа "Цикада" или американских "Транзит " в нескольких приемных точках, расположенных вдоль траектории восходящих или нисходящих витков орбит спутника и на расстояниях порядка сотен километров. Данные навигационные спутники летают на высотах 1000 – 1150 км, имеют близкие полярным орбиты и период обращения около 105 мин. Высокая скорость движения спутника (~7.9 км /с) и соответственно быстрое, по сравнению с характерными масштабами временных изменений исследуемых ионосферных процессов, пересечение спутником просвечиваемой области позволяют реконструировать двумерные сечения электронной концентрации в плоскости пролета спутника, характерная длительность РТ регистрации составляет 10–15 мин. Важными достоинствами метода лучевой РТ ионосферы является сравнительная простота его реализации и при наличии достаточного количества приемных точек, высокое пространственно-временное разрешение .
1. Возможности и ограничения применения спутниковой радиотомографии
К одним из достоинств метода фазоразностной РТ следует отнести возможность простой интерполяции экспериментальной доплеровской частоты при разрывах в регистрации в отличие от фазовых методов. В общем случае в задачах лучевой РТ ионосферы путь интегрирования L определяется траекторией луча и зависит от искомого распределения N. Проведенные оценки и компьютерное моделирование показали, что рефракционные эффекты определяются вариациями N и малосущественны до значений максимальной концентрации ~(1.5 ÷2.5)10 12 м –3 . В случае учета рефракции решение нелинейной томографической задачи можно реализовать в виде решения последовательности линейных задач, что сводится к итерационной процедуре, где для расчета каждого после дующего приближения электронной концентрации используется траектория, полученная из приближения электронной концентрации на предыдущем шаге. Рефракция приводит к отклонению луча от прямого и ограничивает размер дискрета и разрешение задачи лучевой РТ в линейной постановке до 30–40 км по горизонтали и до 20–30 км по вертикали. Другим ограничением является эффект дифракции радиоволн, также ограничивающий снизу раз мер дискрета около 10 км (радиус Френеля в данном случае составляет около 1 км ). ............
