Использование остаточной компоненты вариаций максимально наблюдаемых частот для исследования перемещающихся ионосферных возмущений
![Диссертация: Использование остаточной компоненты вариаций максимально наблюдаемых частот для исследования перемещающихся ионосферных возмущений](https://westud.ru/work/2516358/cover.png)
Диссертация
Методы исследования. Решение поставленных теоретических задач базируется на применении хорошо изученного метода геометрической оптики. Численное моделирование проведено с использованием международной модели ионосферы (IRI). В работе применялись методы математического моделирования и математической статистики. Натурные исследования проведены с применением метода наклонного зондирования ионосферы… Читать ещё >
Содержание
- 1. Влияние космической погоды на изменчивость ионосферы
- Возможности метода наклонного зондирования ионосферы
- 1. 1. Влияние солнечно-земных связей на изменчивость ионосферы
- Гипотеза о существовании регулярной и случайной компонент суточных вариаций электронной концентрации
- 1. 2. Факторы, формирующие случайную компоненту вариаций электронной концентрации
- 1. 3. Основные параметры волновых ионосферных возмущений и основные радиофизические методы их исследования
- 1. 4. Метод наклонного зондирования и его возможности в изучении возмущений ионосферы и космической погоды
- 1. 5. Цель и задачи диссертационного исследования
- 2. Математическое моделирование влияния перемещающихся ионосферных возмущений на характеристики НЗ ионосферы ф ЛЧМ сигналом
- 2. 1. Выбор моделей для профилей электронной концентрации и перемещающихся ионосферных возмущений
- 2. 2. Модель распространения KB на наклонных радиолиниях с учетом сферичности ионосферы и волновых возмущений
- 2. 3. Вычислительные эксперименты по исследованию вариаций МНЧ радиолиний. Характеристики вариаций
- 2. 3. 1. Характеристики математического ожидания остаточной компоненты СХ МНЧ
- 2. 3. 2. Характеристики стандартного отклонения остаточной компоненты СХ МНЧ
- 2. 4. Связь между вариациями остаточной компоненты суточных ходов МНЧ и характеристиками перемещающихся ионосферных возмущений
- 2. 5. Выводы
- 3. ЛЧМ ионозонд — современный инструмент радиофизических исследований ионосферных возмущений методом НЗ
- 3. 1. Теоретические основы методики определения МНЧ радиолинии на основе зондирования ионосферы непрерывным ЛЧМ сигналом
- 3. 1. 1. Теоретическое описание работы ЛЧМ ионозонда
- 3. 1. 2. Методика формирования ионограмм наклонного зондирования и методика измерения МНЧ
- 3. 2. Теоретическое обоснование методики разделения суточных вариаций МНЧ на регулярную и остаточную компоненты
- 3. 3. Обоснование методик выделения периодических составляющих в остаточной компоненте вариаций МНЧ
- 3. 4. Техника натурного эксперимента по исследованию остаточной компоненты суточных ходов МНЧ на основе JI4M ионозонда МарГТУ. Условия проведения эксперимента и объем экспериментальных данных
- 3. 5. Выводы
- 3. 1. Теоретические основы методики определения МНЧ радиолинии на основе зондирования ионосферы непрерывным ЛЧМ сигналом
- 4. Натурные исследования остаточной компоненты суточных ходов МНЧ на широтных и долготных радиолиниях протяженностью 2,6- 5,7 Мм в Западно-сибирском и Европейском регионах России
- 4. 1. Исследование обобщенных характеристик остаточной компоненты суточных ходов МНЧ для радиолиний широтного и меридионального направлений
- 4. 1. 1. Экспериментальные результаты разделения эксперимен-" тального ряда МНЧ на регулярную и остаточную компоненты
- 4. 1. 2. Характеристики вариаций остаточной компоненты СХ МНЧ в зависимости от частоты среза
- 4. 1. Исследование обобщенных характеристик остаточной компоненты суточных ходов МНЧ для радиолиний широтного и меридионального направлений
- 4. 2. Исследование связи между характеристиками остаточной компоненты СХ МНЧ и уровнем геомагнитной активности
- 4. 3. Временные эффекты в спектральной области остаточной ком поненты СХ МНЧ
- 4. 4. Эмпирические характеристики волновых возмущений МНЧ
- 4. 5. Выводы
Список литературы
- Филипп Н.Д. Современные методы исследования динамических процессов в ионосфере / Н. Д. Филипп, Н. Ш. Блаунштейн, Л. М. Ерухимов и др. — Кишинев: Штиинца, 1991.-287 с.
- Альперт Я.Л. Распространение электромагнитных волн и ионосфера / Я. Л. Альперт М.: Наука, 1972. — 563 с.
- Харрис Ф. Дж. Использование окон при гармоническом анализе методом дискретного преобразования Фурье / Ф. Дж. Харрис II Тр. ИИЭТ 1978. -Т. 66, № 1 — с. 60−96.
- БендатДж. Прикладной анализ случайных данных / Дэ/с. Бендат, А. Пир-сол М.: Мир, 1989. — 540 с.
- Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник для высших учебных заведений / И. С. Гоноровский М.: Радио и связь, 1986. -512 с.
- Иванов В.А. Автоматизация прогноза МПЧ KB радиосвязи по данным ЛЧМ зонда / В. А. Иванов, Н. В. Рябова II VII междунар. Конференция «Радиолокация, навигация, связь». RLNC'2001: Сб. ст. Т.2 Воронеж, 2001. -С. 915−924.
- Кремер Н.Ш. Теория вероятностей и математическая статистика: Учебник / Н. Ш. Кремер М.: Юнити, 2003. — 543 с.
- Федосеев В.В. Экономико-математические методы и прикладные модели: Учеб. Пособие для вузов / В. В. Федосеев, А. Н. Гармаш, ДМ. Дайитбегов и др.- Под ред. В. В. Федосеева. М.: ЮНИТИ, 2002. — 391 с.
- Рябова Н.В. Диагностика и имитационное моделирование помехоустойчивых декаметровых радиоканалов: Научное издание / Н. В. Рябова Йошкар-Ола: МарГТУ, 2003. — 292 с.
- Колесник А.Г. Математические модели ионосферы / А. Г. Колесник, И. А. Голиков, В. И. Чернышев Томск: МГП «Раско», 1993 — 240 с.
- Геришан Б.Н. Динамика ионосферной плазмы / Б. Н. Геришан М.: Наука, 1974−256 с.
- Рябова Н.В. Зондирование естественной и искусственно возмущенной ионосферы линейно-частотно-модулированными сигналами: Дис.. канд. физико мат. наук / Н.В. Рябова- Марийский политехнический ин-т. -Йошкар-Ола, 1994.-172 с.
- Ратклифф Дж. Введение в физику ионосферы и магнитосферы / Дж. Ратклифф. -М.: Мир, 1975. 296 с.
- Ришбет Г. Введение в физику ионосферы / Г. Ришбет, O.K. Гарриот. -Ленинград: Гидрометеоиздат, 1975. 304 с.
- Фаткуллин М.Н. Эмпирические модели среднеширотной ионосферы / М. Н. Фаткуллин, Т. И. Зеленова, В. К. Козлов u др. М.: Наука, 1981. — 256 с.
- Rappaport T.S. A single-hop F2 propagation model for frequencies above 30 MHz and path distances greater than 4000 km / T.S. Rappaport, R.L. Campbell, E. Pocock II IEEE Transactions on Antennas and Propagation. Dec, 1990. -Vol. 8-C. 1967−1968.
- Керблай T.C. О траекториях коротких радиоволн в ионосфере / Т.С. Керб-лай, Е. М. Ковалевская. -М.: Наука, 1974. 160 с.
- Griffiths J. Radio Wave Propagation and Antennas / J. Griffiths. Prentice Hall, Englewood Cliffs. — NJ, 1987. — 246 p.19Железняков B.B. Электромагнитные волны в космической плазме / В. В. Железняков. М.: Наука, 1977. — 432 с.
- Лучевое приближение и вопросы распространения радиоволн / Сб. ст. -М.: Наука, 1971.-311 с.
- Кравченко И. Т. Теория волновых процессов / И. Т. Кравченко. М.: УРСС, 2003.-237 с.
- Гинзбург B.JI. Распространение электромагнитных волн в плазме / B.JI. Гинзбург. М.: Наука, 1967. — 683 с.
- Richard G. Lyons. Understanding Digital Signal Processing / Richard G. Lyons. Addison-Wesley publishing company, 1997. — 517 p.
- Выставной В.М. Краткосрочное прогнозирование оптимальных частот связи по данным наклонного зондирования / В. М. Выставной, В. Б. Смирнов, 4.JI. Ходжа-Ахмедов II Труды ААНИИ. JI.: Гидромет, 1978.
- Поляков В.М. Полуэмпирическая модель ионосферы / В. М. Поляков, В. Е. Суходольская, М. К. Ивельская и др. М.: МЦД, 1978. — 112 с.
- Jacques Dupraz. Probability, Signals, Noise / Dupraz Jacques. McGraw-Hill, 1986.-344 p.
- Вариации ионосферы во время магнитосферных возмущений / Сб. статей АН СССР / Ответственные редакторы В. В. Клименко, А. А. Намгаладзе. -М.: Наука, 1980−132 с.
- Кринберг И.А. Адаптивная модель ионосферы / И. А. Кринберг, В. И. Выборов, В. В. Кошелев и др. М.: Наука, 1986. — 133 с. 31 .Бугославская Н. Я. Солнечная активность и ее влияние на ионосферу / Н. Я. Бугославская. -М.: Связьиздат, 1959. 32 с.
- Куликов Ю.Н. Численное моделирование суточных вариаций ионного состава и скорости ветра в F-слое среднеширотной ионосферы / Ю. Н. Куликов. М.: АН СССР, 1984. — 25 с.
- Чернов Ю.А. Возвратно-наклонное зондирование ионосферы / Ю. А. Чернов. -М.: Связь, 1971.-204 с.
- ЗА.Керблай Т. С. Радиопрогнозы и их составление / Т. С. Керблай. М.: Связьиздат, 1958.-40 с.
- Зевакина Р.А. Руководство по краткосрочному прогнозированию ионосферы / Р. А. Зевакина и др. М., 1990. — 71 с.
- Ъв.Лукашин Ю. П. Адаптивные методы краткосрочного прогнозирования / Ю. П. Лукашин. М.: Статистика, 1979. — 254 с.
- Richard Shiavi. Introduction to applied statistical signal analysis / Richard Shiavi. Academic Press, USA, 1999. — 390 p.
- Leon W. Couch. Digital and analog communication systems / Leon W. Couch. -Prentice Hall, USA, 2001. 758 p.
- Чернышев О.В. Алгоритм и программа расчета некоторых характеристик распространения коротких радиоволн / О. В. Чернышев. М.: Наука, 1981. -145 с.
- Чернышев О.В. Прогноз максимальных применимых частот (W=50) / О. В. Чернышев, Т. Н. Васильева. -М.: Наука, 1973. -376 с.
- Чернышев О.В. Прогноз максимальных применимых частот (W=100) / О. В. Чернышев, Т. Н. Васильева. М.: Наука, 1975. — 382 с.
- Чернышев О.В. Прогноз максимальных применимых частот (W=150) / О. В. Чернышев, Т. Н. Васильева. -М.: Наука, 1975. -381 с.
- Чернышев О.В. Прогноз максимальных применимых частот / О. В. Чернышев, Т. Н. Васильева. -М.: Наука, 1973. 386 с.
- Чернышев О.В. Распространение радиоволн / О. В. Чернышев, E.JI. Черепкова. М.: Радио и связь, 1984. — 272 с.
- Чернышев О.В. Таблицы коэффициентов сферического анализа карт hmF2 и ymF2 ионосферы / О. В. Чернышев, Б. С. Шапиро. М.: ИЗМИР АН, 1977. -31 с.
- Ануфриева Т.А. Геометрические параметры слоя F2 ионосферы / Т. А. Ануфриева, Б. С. Шапиро. -М.: Наука, 1976. 91 с.
- Соболева Т.Н. Модельные профили суточного распределения электронной концентрации спокойной ионосферы на средних широтах / Т. Н. Соболева. -М., 1972.-38 с.
- Соболева Т.Н. Равноденственные модели некоторых параметров спокойной ионосферы: Автореф дис. / М., 1974. 20 с.
- Митра А.П. Воздействие солнечных вспышек на ионосферу Земли / А. П. Митра. М.: Мир, 1977. — 370 с.
- Ягжова Э.А. Исследования распространения коротких радиоволн. М.: Наука, 1973.-263 с.
- Дэвис К. Радиоволн в ионосфере / К. Дэвис. М.: Мир, 1973. — 502 с.
- Бурмака В.П. Высотная, суточная и сезонная зависимости параметров волновых возмущений в ионосфере / В. П. Бурмака, В. И. Таран, Л.Ф. Чер-ногор //Распространение радиоволн: Сб. ст. Йошкар-Ола, 2005. Т. 1. — С. 152- 156.
- Медведев А.В. Исследование перемещающихся ионосферных возмущений с помощью нескольких радиофизических инструментов / А. В. Медведев, КГ. Ратовский, М. В. Толстиков II Распространение радиоволн: Сб. ст. -Йошкар-Ола, 2005. Т. 1. — С. 253 — 257.
- Erukhimov L.M., Uryadov V.P., Ivanov V.A. Pedersen mode ducting in a randomly stratified ionosphere //Waves in random media. 1997. — V. 7, № 4. — P. 531−544.
- Incoherent scatter measurements of E-F valley and comparisons with theoretical and empirical models / Mahajan K.K., Pandey V.K., Goel M.K. a. o II Adv. Space Res. 1994. — V.14, № 12. P. 75.
- Толмачева A.B. Диагностика E и F областей ионосферы методом резонансного рассеяния от искусственных периодических неоднородностей плазмы: Дис.. докт. физ.-мат. наук/НИРФИ. Н. Новгород, 2000.
- Кук Ч, Бернфелъд М. Радиолокационные сигналы. М.: Сов. Радио, 1971. -568 с.
- Coleman C.J. A propagation model for HF radiowave systems / C.J. Coleman II Military Communications Conference (MILCOM) Salisbury, South Australia. — Oct. 1994. — Vol.3 — Pages: 875 — 879.
- Cilliers P.J. Ionospheric mapping for HF communications and HF direction finding / Cilliers P.J., Coetzee P. J., Olckers J. II 7th AFRICON Conference in Africa Gabarone, Botswana. — Sept. 2004. — Vol. 1. — Pages: 145 — 154.
- Данилкин H. П., Мальцева О. А. Ионосферные радиоволны. Ростов-на-Дону: РГУ, 1977. — 176 с.
- Arendt P. Studies of wave-like variations in the ionosphere / Arendt P.- Gorman F., Jr. Soicher H. II IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1971. — Vol. 19. — № 2. — P. 300 — 302.
- Booker H.G., J. Tao and А.В. Behroozi-Toosi. A scintillation theory of fading in long distance HF communications // Journal of Atmospheric and solar terrestrial physics, 1987,49, pp. 939−958.
- Wagen J.F., Yeh K.C. Simulation of HF propagation and angle of arrival in a turbulent ionosphere // Radio Science, 1989,24, pp. 196−208.
- M.Zernov N.N., Gherm V.E. and other. The generalization of Rytov’s method to the case of inhomogeneous media and HF propagation and scattering in the ionosphere // Radio Science, 1992, 27, 2, pp. 235−244.
- Долуханов М.П. Распространение радиоволн. М.: Связь, 1972. — 336 с.8 В.Геришан Б. Н., Ерухимов JI.M., Яшин Ю. Я. Волновые явления в ионосфере и космической плазме.- М.: Наука, 1986. 392 с.
- Татарский В.И. Распространение волн в турбулентной атмосфере. М.: Наука, 1967.
- Черногор Л.Ф. Физика Земли, атмосферы и геокосмоса в свете системой парадигмы // Радиофизика и радиоастрономия. -2003. 8, № 1. — С. 59 106.
- A.Redding N. J. Image understanding of oblique ionograms: the autoscaling problem. / In the proceeding papers of the conference on intelligent information systems Australian and New Zealand, 1996. — pp. 155 -160.
- Котович Г. В. Адаптационные возможности модели IRI в прогнозировании характеристик декаметровых радиострасс. / Г. В. Котович, С. Я. Михалов. II Геомагнетизм и аэрономия. Т. 43, № 1,2003. — С. 125−127.
- Шараде З.С. Перемещающиеся ионосферные возмущения (ПИВ) и явление F-рассеяния в ионосфере средних широт / З. С. Шараде II Геомагнетизм и аэрономия. 1986. — Т. 26. — № 1. — С. 144−147.
- Лещинская Т.Ю. Обзор ионосферных моделей, используемых в задачах распространения радиоволн / Т. Ю. Лещинская II Распространение декаметровых радиоволн. М.: Наука, 1978. — С. 123−139.
- Ерухимов Л.М. ЛЧМ-ионозонд и его применение в ионосферных исследованиях / Л. М. Ерухимов, В. А. Иванов, Н. А. Мишяков и др. II Препринт НИРФИ, № 258. Горький, 1988. — 44 с.
- Иванов В.А. Цифровой ЛЧМ ионозонд нового поколения / В. А. Иванов, Д. В. Иванов, А. Г. Чернов и dp. II Радиолокация, навигация и связь (RLNC): Тр. IX междунар. конф. Воронеж, 2003. — Т. 2. — С. 928−939.
- Иванов В.А. Зондирование ионосферы непрерывным ЛЧМ сигналами / В. А. Иванов, В. А. Фролов, В. В. Шумаев II Изв. вузов. Радиофизика. 1986. Т. 29. Ко 2. С. 235−237.
- Иванов В.А. Наклонное зондирование ионосферы ЛЧМ-сигналами / В. А. Иванов, В. П. Урядов, В. А. Фролов II Геомагнетизм и аэрономия. -1990. Т. 30. — № 1. — С. 107−112.
- Иванов В.А. Диагностика ионосферы с помощью ЛЧМ-ионозонда / В. А. Иванов, Н. В. Рябова, В. П. Урядов и др. II Состояние и перспективы развития (Препринт / МарГТУ- № 64/3). Йошкар-Ола, 1995. — 74 с.
- Batukhin VI. Measurement of the Doppler frequency shift on individual rays using a chirp ionosonde / V.I. Batukhin, V.A. Ivanov, A. A Kolchev and others II Radiophysics and Quantum Electronics. 2000. Vol. 43 No. 12. pp, 938−947.
- Ivanov V.A. Forecasting and updating HF channel parameters on the basisof oblique chirp sounding / V.A. Ivanov, N. V. Ryabova, V.P. Uryadov И Radio Science (USA). 1997. V. 32, No. 3, pp. 983−988.
- Иванов В.А. Российская сеть ЛЧМ зондирования ионосферы / В. А. Иванов, В. В. Шумаев, В. П. Урядов и др. II Распространение радиоволн: Тез. докл. XIX Всерос. науч. конф. Казань, 1999. — С. 335−336.
- Брынъко И.Г. Ионозонд с непрерывным линейно-частотно-модулированным радиосигналом / И. Г. Брынъко, И. А. Галкин, В. П. Грозов и др. И (Препринт / СибИЗМИР- № 13−86). Иркутск, 1986. — 28 с.
- Иванов В.А. Автоматизированный ЛЧМ-комплекс в сети станций наклонного зондирования / В. А. Иванов, Н. В. Рябова, В. П. Урядов и др. II (Препринт / НИРФИ- № 323). Н.-Новгород, 1991. — 55 с.
- Иванов В.А. Автоматизированный ЛЧМ комплекс для ионосферных исследований / В. А. Иванов, Ю. Б. Малышев, Ю. В. Нога и др. // Радиотехника. 1991.-№ 4.-С. 69−72.
- Брынъко И.Г. ЛЧМ-зонд и его потенциальные возможности / И. Г. Брынъко, И. А. Галкин, В. П. Грозов и др. // (Препринт / СибИЗМИР- № 290). Иркутск, 1990. — 14 с.
- Алтынцева В.Н., Брынъко ИГ., Галкин И. А. и др. II Исследование по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1990. Вып. 92. -С. 106.
- Насыров A.M. Волновые процессы (Часть 3. Распространение радиоволн в неоднородных и анизотропных средах) / A.M. Насыров II Учебно-методическая разработка. Казань, 1995. — 49 с.
- Вертоградов Г. Г. Наклонное зондирование и моделирование распространения радиоволн в спокойной и возмущенной ионосфере / Г. Г. Вертоградов, В. П. Урядов, В. Г. Вертоградов II Распространение радиоволн: Сб. ст. Йошкар-Ола, 2005. — Т. 2. — С. 54 — 58.