Введение
Глава 1. Использование GPS и ГЛОНАСС для дистанционной диагностики ионосферы 16
1.1. Ионосферные возмущения: современные представления и методы детектирования 16
1.1.1. Классификация ионосферных возмущений 16
1.1.2. Радиофизические методы детектирования ионосферных возмущений 18
1.2. Трансионосферное зондирование с помощью глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) 23
1.2.1. Характеристики глобальных навигационных спутниковых систем 23
1.2.2. Шкалы времени ГНСС 27
1.2.3. Геометрия зондирования ионосферы сигналами ГНСС 32
1.2.4. Глобальная и региональные сети приемников ГНСС 36
1.2.5. Принципы расчета ПЭС по данным приемников ГНСС 39
1.2.6. Глобальные карты ПЭС (GIM) 42
Глава 2. GPS-детектор ионосферных возмущений 47
2.1. Характеристики наземных сетей приемников GPS/ГЛОНАСС, предназначенных для изучения ионосферных возмущений 47
2.1.1. Характеристики сети приемников GPS/ГЛОНАСС 47
2.1.2. Особенности организации мониторинга ионосферных возмущений с помощью ГНСС на территории России 53
2.1.3. Организация наземной сети приемников GPS/ГЛОНАСС на территории Сибири 59
2.2. Программный комплекс GPS-детектора ионосферных возмущений 66
2.2.1. Схема обработки данных в программном комплексе GLOBDET 67
2.2.2. Детектирование возмущений ПЭС 68 2.2.3. Определение динамических характеристик ионосферных возмущений 69
2.2.4. Основные характеристики GPS-детектора ионосферных возмущений 75
2.3. Методика тестирования алгоритмов GPS-зондирования ионосферы 76
2.3.1. Модель распределения электронной концентрации 77
2.3.2. Моделирование траекторий НИСЗ 81
2.3.3. Модельный расчет ПЭС 83
2.3.4. Примеры использования моделирования 84
2.4. Методические вопросы зондирования ионосферы сигналами GPS,
ГЛОНАСС 99
2.4.1. Особенности наблюдения спутников GPS, ГЛОНАСС в высоких широтах 99
2.4.2. Оценка применимости используемых приближений 104
2.4.3. О тропосферной задержке 108
2.4.4. Амплитуда суточных вариаций ПЭС 111
2.5. Выводы к главе 2 113
Глава 3. Возмущения ионосферы во время геомагнитных бурь 115
3.1. Крупномасштабные перемещающиеся ионосферные возмущения (КМ
ПИВ) аврорального происхождения 116
3.1.1. Магнитная буря 25 сентября 1998 г. 116
3.1.2. Магнитная буря 17 апреля 2002 г. 121
3.1.3. Магнитная буря 29 октября 2003 г. 127
3.1.4. Магнитная буря 10 ноября 2004 г. 132
3.2. Динамика возмущений ПЭС в авроральной зоне после внезапного начала
магнитной бури 134
3.2.1. Волновой фронт КМ ПИВ во время бурь 29.10.2003 и 11.09.2005 134
3.2.2. Движение авроральных КМ ПИВ 137
3.2.3. Моделирование движения авроральных КМ ПИВ 142
3.3. Выводы к главе 3 148
Глава 4. Ионосферные эффекты тропических циклонов (ТЦ) 150
4.1. Определение подхода к исследованию влияния тропических циклонов на
верхнюю ионосферу 151
4.1.1. Обзор современного состояния исследований 152
4.1.2. Первый опыт регистрации ионосферных эффектов ТЦ с помощью GPS (ТЦ SAOMAI, 04-16 августа 2006 г., Тихий океан) 154
4.1.3. Особенности изучения влияния ТЦ на верхнюю ионосферу 157
4.2. Возмущения ионосферной плазмы во время ТЦ KATRINA (23-31.08.2005, Атлантический океан) 158
4.2.1. Характеристика ТЦ KATRINA и анализ геофизической обстановки 158
4.2.2. Многосуточные ряды вариаций ПЭС 162
4.2.3. Возмущения во временных вариациях ПЭС 163
4.2.4. Динамика возмущений ПЭС и приземного давления 165
4.2.5. Динамика возмущений ПЭС и вариации скорости нейтрального ветра 168
4.2.6. Оценка увеличения амплитуды колебаний ПЭС в возмущенных условиях 171
4.3. Возмущения ионосферной плазмы во время тропических циклонов RITA
(18-26.09.2005) и WILMA (15-25.10.2005) 173
4.3.1. Возмущения ПЭС во время ТЦ RITA (18-26.09.2005, Атлантический океан) 173
4.3.2. Возмущения ПЭС во время ТЦ WILMA (15-25.10.2005, Атлантический океан) 177
4.3.3. Анализ влияния высотного распределения метеопараметров на интенсивность
ионосферных возмущений, вызванных ТЦ KATRINA, RITA, WILMA 182
4.4. Возмущения ионосферных параметров во время крупных ТЦ в северо
западной части Тихого океана в сентябре-ноябре 2005 г. 187
4.4.1. Геофизическая обстановка и используемые данные 187
4.4.2. Вариации ПЭС в период действия ТЦ DAMREY, SAOLA, LONGWANG
(сентябрь 2005 г., Тихий океан) 190
4.4.3. Вариации параметров слоя F2 в период действия ТЦ DAMREY, SAOLA,
LONGWANG (сентябрь 2005 г., Тихий океан) 192
4.4.4. Вариации ионосферных параметров в октябре-ноябре 2005 г. 196
4.5. Выводы к главе 4 198
Глава 5. Отклик ионосферы на землетрясения 201
5.1. Характеристики и классификация землетрясений 203
5.2. Возмущения ПЭС во время сильных землетрясений (Mw 7.0) 206
5.2.1. Возмущения ПЭС во время землетрясения 11 марта 2011 г. в Японии 206
5.2.2. Возмущения ПЭС во время землетрясений 1999-2001 гг. 213
5.2.3. Возмущения ПЭС во время землетрясений у о. Суматра в 2012 г. 215
5.3. Возмущения ПЭС во время "умеренных" землетрясений (6.5Mw7.0) 218
5.3.1. Возмущения ПЭС во время землетрясений в Туве в 2011-2012 гг. 218
5.3.2. Возмущения ПЭС во время землетрясения 8 января 2006 г. в Греции 221 5.4. Возмущения ПЭС во время "слабых" землетрясений (Mw 6.5) 226
5.4.1. Поведение ПЭС во время Култукского землетрясения 27 августа 2008 г 226
5.4.2. Поведение ПЭС во время землетрясений с Mw 6.5 в Байкальском регионе
(1998-2011 гг.) 230
5.4.3. Поведение ПЭС во время землетрясений с Mw 6.5 в Японии 232
5.5. Анализ полученных результатов 235
5.6. Выводы к главе 5 240
Заключение 243
Благодарности 245
Список сокращений и условных обозначений 246
Список литературы
