Введение
1 Морфологический анализ ионограмм и верификация результатов эксперимента по радиозондированию с орбитального комплекса «Мир» 22
1.1 Математическое моделирование эксперимента по радиозондированию с
орбитального комплекса «Мир» 22
1.1.1 Построение математической модели радиозондирования плоскослоистой ионосферы 24
1.1.2 Построение математической модели радиозондирования ионосферы с нарастающей горизонтальной концентрацией электронов 26
1.1.3 Математическая модель неоднородной концентрации электронов в ионосфере, основанная на введении функции распределения концентрации электронов в ионосфере 29
1.2 Аппаратура для проведения эксперимента по радиозондированию модуля «Природа» ОК «Мир» 29
1.2.1 Аналоговые ионограммы ОК «Мир» 31
1.2.2 Цифровые ионограммы ОК «Мир» 33
1.2.3 Анализ шумов на ионограммах в цифровой записи
1.3 Полный перечень всех сеансов на ОК «Мир» 37
1.4 Морфологическое исследование ионограмм и принципы интерпретации
1.4.1 Терминология 44
1.4.2 Ионограммы с высот выше максимума слоя F2 44
1.4.3 Особенности ионограмм при зондировании с высот ниже максимума слоя F2. Задержанный нижний след 47
1.5 Морфологический анализ ионограмм с ЗНС из различных районов земного шара 49
1.5.1 Анализ времени и места регистрации ионограмм с ЗНС 49
1.5.2 Морфологические особенности ионограмм с ЗНС 51 з
1.6 Аппаратурная регистрация положения ионозонда относительно максимума ионосферы. Последовательность ионограмм, пересекающих максимум 55
1.7 Сравнительная характеристика узловых деталей ионограмм при зондировании со спутников на различных высотах 58
1.8 Верификация результатов зондирования с ОК «Мир»
1.8.1 Сравнение результатов радиозондирования ОК «Мир» с данными наземных ионосферных станций 60
1.8.2 Сравнение результатов радиозондирования с ОК «Мир» с данными наблюдений за спутниками системы NNSS 72
1.8.3 Сравнение результатов зондирования с ОК «Мир» с данными радара некогерентного рассеяния в г. Иркутске 78
1.9 Анализ геомагнитной обстановки во время проведения эксперимента по радиозондированию на ОК «Мир» 80
Выводы 86
2 Траекторный синтез ионограмм 88
2.1 Начало исследования сложных ионограмм 88
2.2 Метод расчета траекторий, основанный на правиле Снелиуса 92
2.3 Методика восстановления Ы(п)-профиля по следу отражения от Земли, на основе профиля, рассчитанного ионосферной моделью IRI 102
2.4 Траекторный синтез ионограмм на основе метода с использованием правила Снелиуса в рамках слоистой модели ионосферы 105
2.5 Траекторный синтез ионограмм на основе метода с использованием правила Снелиуса в рамках модели ионосферы, заданной функцией распределения концентрации 108
2.6 Метод расчета возвратных траекторий на основе метода характеристик для уравнения эйконала с описанием движения луча и волнового вектора
2.6.1 Система характеристических уравнений 110
2.6.2 Сравнение методов расчета для решения задачи распространения электромагнитных волн в неоднородных средах 113
2.6.3 Вывод системы характеристических уравнений для уравнения эйконала 115
2.7 Сравнение результатов расчета траектории методом характеристик и методом, основанным на выполнении правила Снелиуса 121
2.8 Анализ форм траекторий радиосигналов в условиях модельной ионосферы с горизонтальным положительным градиентом электронной плотности 123
2.9 Анализ горизонтальных градиентов электронной плотности, вызывающих ЗНС на ионограммах 132
2.10 Методика определения направления градиента электронной концентрации по серии ионограмм с ЗНС 135
2.11 Основные этапы проведения численного эксперимента по моделированию условий возникновения ионограмм с ЗНС 136
Выводы 139
3 Поведение z-компоненты магниторасщепленного сигнала при радиозондировании со спутника из окрестности высоты максимума электронной концентрации ионосферы 141
3.1 Математическое обоснование существования z - компоненты 141
3.2 Ранние сведения о наблюдении z - компоненты 143
3.3 Поведение z-компоненты в простом слое Чепмена 148
3.4 Поведение z-компоненты в условиях реальной ионосферы 154
3.5 Расчет профиля электронной концентрации по следам отражения о- и z-компоненты от ионосферы 157
3.6 Некоторые замечания о погрешности расчетов/( )-профиля 162
3.7 Восстановление цЪ)-профиля в условиях неполной информации 165
Выводы 167
4 Исследование экваториальной ионосферы с высот из окрестности максимума электронной концентрации 169
4.1 Зоны резкого роста высоты максимума электронной концентрации и зоны резкого изменения плазменных частот в горизонтальном разрезе в планетарной ионосфере 169
4.2 Анализ геофизических событий, наблюдаемых ОК «Мир» в экваториальной зоне весной 1999 г
4.2.1 Анализ геофизических событий, наблюдаемых ионозондом ОК «Мир» 2-3 марта 1999г 172
4.2.2 Анализ геофизических событий, наблюдаемых ионозондом ОК «Мир» 10-11 марта 1999г 175
4.2.3 Анализ геофизических событий, наблюдаемых ионозондом ОК «Мир» во время суточного сеанса 31 марта-1 апреля 1999г 181
4.2.4 Анализ геофизических событий, наблюдаемых ионозондом ОК «Мир» 21 апреля 1999г 192
4.2.5 Анализ геофизических событий, наблюдаемых ионозондом ОК «Мир» 23 апреля 1999г 197
4.2.6 Анализ геофизических событий, наблюдаемых ионозондом ОК «Мир» в полуночные часы 5,6 и 7 мая 1999 г 199
4.2.7 Анализ геофизических событий, наблюдаемых ионозондом ОК «Мир» в утренние часы 6-7 мая 1999 г 2 4.3 Пространственно-частотные характеристики максимумов «гребней» ЭА весной 1999 г. по результатам исследования ОК «Мир» 214
4.4 Исследование возможности появления возвратных наклонных траекторий зондирующих радиолучей в условиях модели IRI 216
4.5 Анализ следов невертикального распространения при отражении и рефракции только от плотных слоев ионосферы 219
Выводы 229
5 Дополнительные возможности радиозондирования с низких высот по регистрации ионосферных неоднородностей. Использование результатовэксперимента в параллельных исследованиях 231
5.1 Воздействие ракетной техники на ионосферу Земли по результатам радиозондирования с орбитального комплекса «Мир» 231
5.2 Адаптация ионосферной модели на основе метода кригинга для решения практических задач. Расчет карты критических частот 237
5.3 Региональная экстраполяция данных радиозондирования ионосферы с ОК «Мир» совместно с данными наземных ионосферных станций с использованием модели IRI 244
5.4 Использование результатов радиозондирования с ОК «Мир» в исследованиях других авторов 250
Выводы 255
Заключение 257
Выводы и рекомендации
