350 руб
Журнал «Нелинейный мир» №1 за 2013 г.
Статья в номере:
Моделирование характеристик радиосигналов на ионосферных трассах
Ключевые слова: ионосфера регулярно неоднородная среда распространение радиоволн численное моделирование метод бихарактеристик каустические особенности
Авторы:
Е.Б. Ипатов - к.ф.-м.н., доцент кафедры «Общей физики», Московский физико-технический институт (государственный университет). E-mail: ipatoveb@mail.ru Е.А. Палкин - к.ф.-м.н., профессор, проректор по научной работе, Российский новый университет (РосНОУ). E-mail: palkin@rosnou.ru В.И. Чивилёв - к.ф.-м.н., доцент, кафедры «Общей физики», Московский физико-технический институт (государственный университет) (МФТИ). E-mail: chivil@bk.ru Д.Е. Ипатов - науч. сотрудник, кафедра «Физико-математические проблемы волновых процессов», Московский физико-технический институт (государственный университет) (МФТИ). E-mail: ipde777@gmail.com
Аннотация:
Исследована возможность моделирования сложной структуры невозмущённой ионосферы на основе относительно простой модели. Выполнена коррекция коэффициентов модели электронной концентрации по экспериментальным данным, получаемым из ионограмм вертикального зондирования. Показано сравнение диапазона возможных изменений полного электронного содержания ионосферы для спокойного Солнца и значений этой величины, зарегистрированных GPS станциями, за один день до землетрясения. Проведено численное моделирование доплеровского смещения частоты и группового времени запаздывания радиосигнала в ионосфере Земли, основанное на использовании метода бихарактеристик. Предложена простая методика мониторинга крупномасштабных ионосферных возмущений в ионосфере Земли.
Страницы: 3-15
Список источников
  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.