Коррекция глобальной модели полного электронного содержания по текущим измерениям ионосферной задержки сигналов спутниковых радионавигационных систем
![Диссертация: Коррекция глобальной модели полного электронного содержания по текущим измерениям ионосферной задержки сигналов спутниковых радионавигационных систем](https://westud.ru/work/2509810/cover.png)
Апробация работы. Основные результаты работы были представлены в виде выступлений, докладов и тезисов докладов на следующих семинарах, научных и научно-технических конференциях. Научно-теоретическая конференция в рамках международного фестиваля преподавателей и студентов «За образование и культуру» (г. Иркутск, ноябрь 1997 г.) — X научно-техническая конференция Иркутского военного авиационного… Читать ещё >
Содержание
- Список обозначений и сокращений
Глава 1. Пространственно -временная изменчивость ионосферы, 13 ионосферные эффекты распространения радиоволн и их влияние на функционирование современных радиоэлектронных средств
Раздел
1.1. Особенности распространения радиоволн ДМВ- диапа- 13 зона по трассе «Земля-Космос»
1.1.1. Фазовое и групповое запаздывание радиоволн в ионо- 14 сфере
1.1.2. Влияние ионосферы на частоту радиоволны
1.1.3. Эффект Фарадея. 20 Раздел
1.2. Пространственно-временная изменчивость полного электронного содержания (ПЭС).
1.2.1. Регулярные изменения ПЭС
A) Суточные вариации ПЭС 25 Б) Сезонные изменения ПЭС и регулярные вариации, связанные с солнечной активностью
B) Пространственные изменчивость ПЭС
1.2.2. Нерегулярные вариации ПЭС
A) Вариации, связанные с магнитными бурями 37 Б) Вариации ПЭС, связанные с солнечным затмением
B) Перемещающиеся ионосферные возмущения и вне- 43 запные возмущения ПЭС
Раздел
1.3. Влияние ионосферы на качество функционирования не- 46 которых современных радиоэлектронных средств.
1.3.1. Влияние системных ионосферных эффектов распро- 46 странения радиоволн на эффективность и качество функционирования современных радиоэлектронных систем и основные методы, позволяющие это влияние компенсировать
1.3.2. Постановка задачи исследований 51
Выводы по главе
Глава 2. Региональная система прогнозирования полного электронного содержания Раздел
2.1. Структура региональной системы прогнозирования 55 полного электронного содержания
2.1.1. Составные части региональной системы прогнозирова- 55 ния ПЭС и взаимодействие между ними
2.1.2. Минимальные размеры рабочей зоны региональной сис- 58 темы прогнозирования ПЭС Раздел
2.2. Обработка двухчастотных дальномерных измерения и 60 восстановление текущих значений ПЭС
2.2.1. Устранение грубых погрешностей и разрешение неодно- 63 значности фазовых измерений (первичная обработка)
2.2.2. Компенсация дальномерных погрешностей, обусловлен- 68 ных дополнительной задержкой сигнала в аппаратуре НС и АП
Раздел
2.3. Региональная модель полного электронного содержания 73 Раздел
2.4. Численный метод коррекции параметров региональной 82 модели ПЭС по текущим двухчастотным измерениям
Выводы по главе
Глава 3. Точность воспроизведения значений ПЭС с помощью разра- 89 ботанной региональной модели и оценка ее применимости по пространству и времени. Раздел
3.1. Условия эксперимента
Раздел
3.2. Результаты проверки точности воспроизведения ПЭС с помощью разработанной региональной корректируемой модели Раздел
3.3. Оценка области применимости региональной модели ПЭС 106 по пространству при использовании для ее коррекции текущих измерений, полученных на одной измерительной станции Раздел
3.4. Временная экстраполяция рядов значений ПЭС с помощью региональной корректируемой модели Раздел
3.5. Применение региональной корректируемой модели ПЭС 115 для снижения ионосферной погрешности координатных определений потребителей СРНС GPS, ГЛОНАСС
3.5.1. Навигационные определения в СРНС
A) Геометрический фактор в СРНС 116 Б) Модель псевдодальномерных измерений
B) Координаты НС 119 Г) Модель тропосферной погрешности 119 Д) Ионосферная дальномерная погрешность
Е)Погрешности, вносимые в аппаратуре потребителя и 122 навигационного спутника 3.5.2. Оценка эффективности региональной модели ПЭС при ее 124 использовании для снижения погрешности определения местоположения в различных гелиогеофизических условиях
Выводы по главе
Список литературы
- Hargreaves J. К. Comments on protonospheric content ATS-6 revisited // Acta Geodaetica et Geophysica Hungarica, 1998, vol. 33 (1), 129 137.
- Klobuchar J., Ionospheric time-delay algorithm for single-frequency GPS users // IEEE Transactions on Aerospace and Electronics System, 1986, AES 23(3), 325−331.
- Поляков В. M., Суходольская В. Е., Ивельская М. К., Сутырина Г. Е., Дубовская Г. В., Диогенова Т. В., Бузунова М. Ю. Полуэмпирическая модель ионосферы. М.: Наука, 1986. 136 с.
- Кринберг И.А., Выборов В. И., Кошелев В. В., Попов В. В., Сутырин Н. А. Адаптивная модель ионосферы. М.: Наука, 1986. 132 с.
- Гудмен Дж. М., Ж. Аароне, Влияние ионосферных эффектов на современные электронные системы // ТИИЭР. 1990. Т. 78. № 3. С. 59−76.
- Колосов М. А., Арманд Н. А., Яковлев О. И. Распространение радиоволн при космической связи. М.: Связь, 1969. 155 с.
- Hofmann-Wellenhof, В., Н. Lichtenegger, and J. Collins, Global Positioning System. Theory and Practice. Springer-Verlag, Wien, 1992.
- Харисов В. H., Перов А. И., Болдин В. А. и др. Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС. М.: ИПРЖР, 1998. 509 С.
- Щепкин Л. А. Регулярные вариации содержания электронов в нижней части слоя F2 ионосферы на средних широтах // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука. 1963. С. 6674.
- Иванов- Холодный Г. С., Михайлов А. В. Прогнозирование состояния ионосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 190 с.
- Альперт Я. Л. Распространение радиоволн и ионосфера. М.: Издательство АН СССР, 1960. 480 с.
- Дэвис К. Радиоволны в ионосфере. М.: Мир, 1973. 502 с.
- Котяшкин С. И. Определение ионосферной задержки сигналов в одночастотной аппаратуре потребителей спутниковой системы навигации NAVSTAR // Зарубежная радиоэлектроника. 1989. № 5. С. 85−95.
- Shaer S., G. Beulter, and М. Rothacher. Mapping and predicting the ionosphere // IGS worksh. Proc., 1998, 1−12.
- Но С. M., A. J. Mannucci, U. J. Landqwister, Pi X., and В. T. Tsu-rutany. Global ionospheric perturbations monitored by the worldwide GPS network // Geophysical Research Letters, 1997, vol. 23(22), 3219−3222.
- Солодовников Г. К., Синельников В. М., Крохмальников Е. Б. Дистанционное зондирование ионосферы Земли с использованием радиомаяков космических аппаратов. М.: Наука, 1988.191с.
- Jayachadran В., and Т. N. Krishnankutty. Low latitude TEC variations for three consecutive solar cycles // Acta Geodaetica et Geophysica Hungarica, 1997, vol. 33 (3−4), 255−265.
- Hibberd F. H. The observed variations of ionospheric electron content // Acta Geodaetica et Geophysica Hungarica, 1997, vol. 33 (3−4), 265 269.
- Базаржапов А. Д., Матвеев M. И., Мишин В. М. Геомагнитные вариации и бури. Новосибирск: Наука, 1979. 243 с.
- Jakowski N., S. Schluter, and A. Jungstand. Monitoring the ionosphere over Europe and related the ionospheric studies // IGS worksh. Proc., 1995,265−271.
- Cohen E. A. The study of the of solar eclipses on the ionosphere based on satellite beacon observations // Radio Science, 1984, vol. 19(3), 769 777.
- Warnart R. The study of the TEC and ITS irregularities using a regional network of GPS stations // IGS worksh. Proc, 1995, 249−263.
- Lanbert W. Monitoring ionospheric disturbances using the IGS network // IGS worksh. Proc., 1995, 57−66.
- Булатов H. Д., Савин Ю. К. Статистические характеристики поляризационных замираний KB сигнала// Электросвязь. 1971. № 2. С. 14−16.
- Богута Н. М. и. др. Использование ЛЧМ ионозонда в адаптивной системе KB радиосвязи // Радиотехника. 1993. № 4. С. 77−79.
- Иванов А. И., Романов JI. М. Полигонные навигационные измерения с использованием спутниковой радионавигационной системы NAVSTAR//Зарубежная радиоэлектроника. 1989. № 11. С. 17−25.
- Дёмин А. В., Рыжкина Т. Е., Фёдорова JI. В. Предельное разрешение измерение дальности и вертикального угла прихода сигналов KB диапазона при наклонном отражении от ионосферы // Радиотехника и электроника. 1996. № 2. С. 180- 185.
- Кретов Н. В., Рыжкина Т. Е., Федорова J1. В. Влияние земной атмосферы на пространственное разрешение радиолокатора с синтезированной апертурой космического базирования // Радиотехника и электроника. 1992. № 1. С. 90- 95.
- Ефременко В. В., Мошков А. В. Флуктуация временной задержки радиосигналов на ионосферном участке связного канала Космос- Земля // Радиотехника и электроника. 1994. № 3. С. 398- 401.
- Харгривс Д. К. Верхняя атмосфера и солнечно земные связи. -Д.: Гидрометеоиздат, 1982, — 352 с.
- Казимировский Э. С., Кокоуров В. Д. Движения в ионосфере. Новосибирск: Наука, 1979. 343 с.
- Андрианов В. А., Смирнов В. М. Определение высотного профиля электронной концентрации ионосферы земли по двухчастотным измерениям радиосигналов ИСЗ // Радиотехника и электроника. 1993. № 7. С. 1326 -1334.
- Jorgenson, P. S., Ionospheric Measurements from NAVSTAR Satellites //SAMSO-TR-29, AD A068809, available from Defense Technical Information Center, Cameron Station, Alexandria, VA 22 304, December, 1978.
- Sardon E., A. Rius, and N. Zarraoa. Estimation of transmitter and receiver differential biases and the ionospheric total electron content from Global Positioning System observations // Radio Science, 1994, vol. 29(3), 577−586.
- Coster A.J., E. M. Gaposchkin, and L. E. Thornton. Real-time ionospheric monitoring system using GPS // Journal of The Institute of Navigation, 1992, vol. 39(2), 191−204.
- Blewitt, G., Anautomatic editing algoritm for GPS data // Geophysical Research Letters, 1990. No 17, 199−202.
- Banyai, L., Single station and single satellite method of GPS ionospheric data processing // Acta Geodaetica et Geophysica., 1997, No 32, 407−416.
- Sardon E., and N. Zarraoa. Estimation of total electron content using GPS data: How stable are the differential satellite and receiver instrumental biases // Radio Science., 1997, vol. 32(5), 1899−1910.
- Interface Control Document ICD-GPS-200, 1993.
- Ивельская М.К., Сутырина Г. Е., Шапранова Г. В. Расчет параметров среда в рамках полуэмпирической модели // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука. 1963. Вып. 47. С. 128−130.
- Lester M. Measurement and empirical model comparisions in the hight latitude ionosphere during the equinoctial and solstitial soundal campaingns of 1988. // Геомагнетизм и аэрономия, 1988, T.33, № 1, С. 815.
- Коченова H.A., и др. Модельные представления суточных изменений летнего слоя F2 над Кубой // Геомагнетизм и аэрономия. 1990. Т.ЗО. № 4. С. 620−623.
- Лоис. JL, и др. Ночные повышения ионизации в области F над Кубой: связь с солнечной активностью // Геомагнетизм и аэрономия. 1990. Т.ЗО. № 1. С. 98−106.
- Карпачев А.Г. Распределение электронной концентрации вблизи максимума слоя F2 в северном полушарии для ночных летних условий // Геомагнетизм и аэрономия. 1996. Т.36. № 4. С. 86−92.
- Ермаков В.В., Калиткин H.H. Оптимальный шаг и регуляризация метода Ньютона. // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1989. Т. 21. № 2. С 491−497.
- Жидков Е.П., Пузынин И. В. Об одном методе введения параметра при решении краевых задач для нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка. // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1989. Т 7. № 5. С 1086—1095.
- Пузынин Е.П. Непрерывный аналог метода Ньютона для численного решения задач квантовой механики. // Диссертация на соискание уч. ст. доктора физ.-мат. наук. Дубна: ОИЯИ, 1979.
- Васильев Ф.П. Численные методы решения экстремальных задач. М.: Наука, 1980. 518 с.
- Жиглявский A.A., Жилинскас А. Г. Методы поиска глобального экстремума. М.: Наука, 1991. 248 с.
- Е. L. Afraimovich, V. V. Chernukhov, V. V. Demuanov. Updating the ionospheric delay model using GPS data // The third international symposium. Proceedings. Tomsk, Russia, 1999, vol. 2,455−457.
- E. L. Afraimovich, V. V. Chernukhov, V. V. Demuanov. Updating the ionospheric delay model for single- frequency equipment of users of the GPS. -Radio Science, 2000, vol. 35, № 1,257−262.
- Демьянов B.B., Рыжков Д. А., Чернухов B.B. Комбинированный метод минимизации функции многих переменных //Сборник научных трудов адъюнктов и соискателей ИВАИИ.- Иркутск, ИВАИИ, 1999.-С.27−32.