350 rub
Journal Nonlinear World №1 for 2013 г.
Article in number:
Simulation of the radio signal characteristics for ionospheric traces
Keywords: ionosphere regularly inhomogeneous medium propagation of radio wave numerical simulation methods of bi-characteristics caustic singularities
Authors:
E.B. Ipatov, E.A. Palkin, V.I. Chivilev, D.E. Ipatov
Abstract:
The possibility of complex structure of the unperturbed ionosphere modeling based on a fairly simple model is investigated. Correction is carried out for the coefficients of the model of the electron density on the base of the experimental data obtained from vertical sounding ionograms. The comparison is performed for the range of possible changes of the total electron content of the ionosphere for the quiet Sun and the values of this quantity, registered GPS stations, the day before the earthquake. The numerical simulation of the Doppler shift frequency and group delay signal in the ionosphere of the Earth, based on the method of bi-characteristics is performed. The «sensitivity» of the Doppler parameters of the model to changes in the ionosphere is estimated. A simple method of monitoring large-scale ionospheric disturbances in the ionosphere is suggested.
Pages: 3-15
References
  1. Казанцев А. Н., Лукин Д. С., Спиридонов Ю. Г. Метод исследования распространения радиоволн в неоднородной магнитоактивной ионосфере // Космические исследования. T. 4. 1966. № 2. С. 238 - 241.
  2. Казанцев А. Н., Лукин Д. С. Исследование ионосферного распространения радиоволн // Радиотехника и электроника. Т. 12. 1967. № 11. С. 1891 - 1910.
  3. Казанцев А. Н., Лукин Д. С., Фоминых С. И. Метод расчета рефракции радиоволн и рефракционных ошибок при определении траектории ИСЗ // Космические исследования. Т. 5. 1967. № 4. С. 602 - 607.
  4. Лукин Д. С., Спиридонов Ю. Г. Применение метода характеристик для численного решения задач распространения радиоволн в неоднородной и нелинейной среде // Радиотехника и электроника. Т. 14. 1969. № 9. С. 1673 - 1677.
  5. Лукин Д. С., Зернов В. А., Ипатов Е. Б., Школьников В. А. Расчёт характеристик коротковолнового сигнала для глобальной ионосферы Земли // Труды МФТИ. Сер. Общая и молекулярная физика. 1979. Вып. 11. С. 67 - 73.
  6. Лукин Д. С., Савченко П. П. Численное моделирование структуры поля коротких радиоволн в параболическом ионосферном слое // Геомагнетизм и Аэрономия. Т. 21. 1981. № 2. С. 277 - 282.
  7. Данилкин Н. П., Иванов И. И., Ипатов Е. Б., Чивилёв В. И. Природа возникновения двойных трансионограмм // Геомагнетизм и Аэрономия Т. 36. 1996. № 2. С. 96 - 103.
  8. Ипатов Е. Б., Лукин Д. С., Палкин Е. А. Численная реализация метода канонического оператора Маслова в задачах распространения коротких радиоволн в ионосфере Земли // Изв. вузов. Радиофизика. Т. 33. 1990. №5. С. 562 - 573.
  9. Ipatov E. B., Lukin D. S. and Palkin E. A. Maslov canonic operator in problems of numerical simulation of diffraction and propagation waves in inhomogeneous media // Sov. J. of Numer. Anal. and Math. Mod. 1990. V. 5. № 6. P. 465 - 488.
  10. Ипатов Е. Б., Глушнев С. Ф., Чивилёв В. И., Палкин Е. А. Моделирование дисперсионных эффектов радиосигналов в неоднородной ионосфере Земли // Радиотехника и электроника. Т. 48. 2003. № 12. С. 1436 - 1442.
  11. Ипатов Е. Б., Палкин Е. А., Чивилёв В. И., Ипатов Д. Е. Численное моделирование характеристик радиосигналов в локально возмущённой неоднородной ионосфере Земли // Труды МФТИ. Т. 4. № 2. 2012. С. 47 ? 53.
  12. Ипатов Е. Б., Палкин Е. А., Лукин Д. С., Ипатов Д. Е.Численное моделирование структуры электромагнитных полей в зонах каустической фокусировки для регулярно неоднородной модели ионосферы // Нелинейный мир. Т. 10. 2012. № 4.  С. 222 - 229.
  13. Бауэр З. Дж. Физика планетных атмосфер. М.: Мир. 1976.
  14. Дэвис К. Радиоволны в ионосфере. М.: Мир. 1973.
  15. Ching B. K., Chiu Y. T. A phenomenological model of global ionospheric electron density in the E, F1- and F2-region // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics. 1975. V. 33. P. 1615 - 1630.
  16. Bilitza D. International Reference Ionosphere // Radio Sci. 2001 V. 36. № 42. P. 261-275.
  17. Крюковский А. С., Лукин Д. С., Растягаев Д. В.Исследование особенностей распространения коротких радиоволн в неоднородной анизотропной ионосфере // Электромагнитные волны и электронные системы. 2009. Т. 14. № 8. С. 17 - 26.
  18. Крюковский А. С., Лукин Д. С., Растягаев Д. В. Моделирование лучевой и каустической структуры электромагнитных полей по данным радиотомографии ионосферы в окрестности экваториальной аномалии // Электромагнитные волны и электронные системы. 2010. Т. 15. №8. С. 5 - 11.
  19. Крюковский А. С., Лукин Д. С., Кирьянова К. С. Метод расширенной бихарактеристической системы при моделировании распространения радиоволн в ионосферной плазме // Радиотехника и электроника. 2012. Т. 57. № 9. С. 1028 - 1034.
  20. Витинский Ю. И., Копецкий М., Куклин Г. В. Статистика пятнообразовательной деятельности Солнца. М.: Наука. 1986.
  21. Липеровский В. А., Похотелов О. А., Шалимов С. Л.Ионосферные предвестники землетрясений. М.: Наука. 1992.
  22. Pulinets S. A., Boyarchuk K. Ionospheric precursors of earthquakes. Berlin: Springer. 2004.
  23. Сергеенко Н. П., Шагимуратов И. И., Захаренкова И. Е., Сазонов А. В., Рогова М. В. Планетарные движения макромасштабных неоднородностей, возникающих в слое F2 ионосферы над эпицентрами сильных землетрясений по данным GPS // Исследование Земли из космоса. 2006. № 5. С. 3 - 11.
  24. Захаренкова И. Е., Шагимуратов И. И., Кранковски А., Лаговский А. Ф. Ионосферные аномалии, наблюдаемые в GPSTEC измерениях перед землетрясением в Греции 8 января 2006 г. (M6.8) // Электронный журнал «Исследовано в России».  № 110. 2006.С. 1047 - 1055.
  25. Zaharenkova I. E., Shagimuratov I. I., Krankowski A. et al. Ionospheric precursors observed during the Mediterranean region earthquakes // Proceed. 18thInternational Wroclaw Symposium and Exhibition on Electromagnetic Compatibility. 2006. P. 85 - 90.
  26. Захаренкова И. Е. Использование измерений сигналов системы GPS для обнаружения ионосферных предвестников землетрясений / Дис. - к. ф.-м. н. Калининград: РГУ им. И. Канта. 2007.
  27. Клименко М. В., Клименко В. В., Карпов И. В., Захаренкова И. Е. Моделирование сейсмоионосферных эффектов, инициированных внутренними гравитационными волнами // Химическая физика. 2011. Т. 30. № 5.С. 41 - 49.
  28. Zhao B., Wang M., Yu T. et al. Is an unusual large enhancement of ionospheric electron density linked with the 2008 great Wenchuan earthquake - // J. Geophys. Res. 2008. V. 113.
  29. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика: Учеб. пособие для вузов. В 10 томах. Т. VIII. Электродинамика сплошных сред. M.: ФИЗМАТЛИТ. 2005.
  30. Гинзбург В. Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. М.: Наука. 1967.
  31. Ipatov E. B., Lukin D. S., Palkin E. A. Simulation of diffraction structure for wave fields in focusing areas // Тезисыдокл. Междунар. конф. «Конструктивный негладкий анализ и смежные вопросы». Санкт-Петербург. 2012. С. 77 - 80.