ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ........................................................................................................................... 5
Глава 1. Трансионосферное зондирование как метод диагностики ионосферы .... 17
1.1 Ионосфера Земли и ее структура ....................................................................... 17
1.2 Трансионосферное зондирование ...................................................................... 22
1.3 Глобальные навигационные спутниковые системы как инструмент
трансионосферного радиозондирования ................................................................. 23
1.3.1 Характеристики современных глобальных навигационных спутниковых
систем ...................................................................................................................... 24
1.3.2 Индикаторы состояния ионосферы на основе измерений параметров
сигналов навигационных спутников .................................................................... 25
1.3.3 Современные возможности глобальных навигационных спутниковых
систем для мониторинга ионосферы .................................................................... 29
1.4 Выводы к главе 1.................................................................................................. 32
Глава 2. Методика исследований ионосферных неоднородностей на границе уровня
шумов .............................................................................................................................. 33
2.1 Фазы несущей сигнала навигационного спутника ........................................... 34
2.2 Ограничения, возникающие при использовании сигналов навигационных
спутников для исследования ионосферных неоднородностей ............................. 35
2.2.1 Частота регистрации измерений параметров сигнала навигационного
спутника .................................................................................................................. 36
2.2.2 Шумы измерений фазы несущей в зависимости от типа навигационного
приемника ................................................................................................................ 40
2.2.3 Фильтрация измерений навигационных сигналов с высокой частотой
регистрации ............................................................................................................. 45
2.3 Обработка фазы несущей трансионосферного сигнала с высокой частотой
регистрации измерений ............................................................................................. 46
2.4 Модель фазы несущей трансионосферного сигнала ........................................ 48
2.4.1 Регулярный набег фазы за счет движения спутника ................................. 52
3
2.4.2 Рефракционное приращение фазы в регулярном ионосферном слое ...... 53
2.4.3 Рефракционные волновые вариации фазы, вызванные возмущениями полного электронного содержания различного масштаба ................................. 55
2.4.4 Рефракционные вариации фазы, вызванные мелкомасштабными неоднородностями .................................................................................................. 58
2.4.5 Шумы измерений навигационного приемника .......................................... 66
2.4.6 Многокомпонентная модель фазы несущей трансионосферного сигнала и ее спектр .................................................................................................................. 71
2.5 Тестирование процедур обработки фазовых измерений на основе данных модели фазы несущей трансионосферного сигнала .............................................. 72
2.5.1 Удаление фазовой неоднозначности и тренда измерений фазы несущей с высокой частотой регистрации измерений .......................................................... 72
2.5.2 Частота среза фильтра Баттерворта для удаления тренда измерений фазы несущей с высокой частотой регистрации .......................................................... 76
2.5.3 Время усреднения при расчете сцинтилляционных индексов ................. 80
2.5.4 Вторая производная фазы несущей трансионосферного сигнала ............ 86
2.5.5 Зависимость частоты девиации от параметров ионосферных неоднородностей .................................................................................................... 88
2.6 Выводы к главе 2.................................................................................................. 92
Глава 3. Метод индикации ионосферных неоднородностей по спектру вариаций фазы несущей трансионосферных сигналов .............................................................. 93
3.1 Апробация метода индикации ионосферных неоднородностей по измерениям реальных спутников................................................................................................... 96
3.2 Апробация метода индикации ионосферных неоднородностей по данным модели фазы несущей трансионосферного сигнала .............................................. 99
3.3 Выводы к главе 3................................................................................................ 102
Глава 4. Экспериментальная оценка разработанного метода обнаружения ионосферных неоднородностей ................................................................................. 103
4.1 Влияние частоты регистрации на значения частоты девиации .................... 107
4.2 Зависимость частоты девиации от геомагнитных условий наблюдений .... 109
4
4.3 Максимальные значения частоты девиации в зависимости от характеристик сигнальных компонент ГНСС ................................................................................ 113
4.4 Выводы к главе 4................................................................................................ 118
Заключение .................................................................................................................. 119
Список основных сокращений и условных обозначений ....................................... 121
Благодарности .............................................................................................................. 126
Список литературы ..................................................................................................... 127
