Article or book title, author's surname, DOI

Optimization of the ionospheric plasma parameters estimation using the incoherent scatter technique

I.F. Domnin1, D.V. Kotov2, L.F. Chernogor3

research article Pages: 380-386

  1. 1 д. т. н., директор Института ионосферы НАН и МОНМС Украины; профессор, Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт»
  2. 2 науч. сотрудник, Институт ионосферы НАН и МОНМС Украины
  3. 3 д. ф.-м. н., профессор, кафедра «Космическая радиофизика», Харьковский национальный университет им. В. Н. Каразина

Abstract

It is necessary to solve the inverse radiophysical problem to estimate the ionospheric plasma parameters by the incoherent scattering technique. In practice, the solution found by comparing the measured autocorrelation function of the incoherently scattered signal with a set of autocorrelation functions pre-calculated for the known plasma parameters. A set of such functions is always limited (as determined by the specified search steps), that leads to additional errors. Autocorrelation functions of the incoherently scattered signal are in a complicated manner (nonlinearly) depends on the parameters of the ionospheric plasma, so it is expedient to consider the features of mentioned errors in more detail.

Three criteria to determine optimal search steps values for the ionospheric plasma parameters under real noise conditions and the nonlinear nature of the dependence of the incoherently scattered signal autocorrelation function on the values of the ionospheric plasma parameters are proposed in this paper. The quasi-optimal values of search steps for the ionospheric plasma parameters are found as the result of simulation. Proved, that not enough small values of search steps can lead not only to quantitative errors in estimation of plasma parameters, but also to the systemic distortions of the nature of its spatial and temporal variations.

How to cite

Домнин И.Ф., Котов Д.В., Черногор Л.Ф. Оптимизация определения параметров ионосферной плазмы методом некогерентного рассеяния // Нелинейный мир. 2012. № 6. С. 380–386.

References
  1. Эванс Дж.В. Теоретические и практические вопросы исследования ионосферы  методом некогерентного рассеяния радиоволн// ТИИЭР. 1969. Т. 57. № 4. С.139 - 175.
  2. Таран В. И. Исследование ионосферы в естественном и искусственно возмущенном состояниях методом некогерентного рассеяния // Геомагнетизм и аэрономия. 2001. Т. 41. № 5. С. 659 - 666.
  3. Брюнелли Б. Е., Намгаладзе А. А. Физика ионосферы. М.: Наука. 1988.
  4. Домнин И. Ф., Котов Д. В., Черногор Л. Ф. Корреляционная функция некогерентно рассеянного сигнала. Моделирование вариаций. Методические погрешности определения параметров ионосферной плазмы // Нелинейный мир. 2010. Т. 8. № 3. С. 160 - 179.
  5. Лысенко В. Н. Измерение параметров ионосферы средствами корреляционной обработки некогерентно рассеянного сигнала // Радиофизика и электроника. 2002. Т. 7. № 1. С. 82-88.
  6. Dougherty J. P., Farley D. T. A theory of incoherent scatter of radio waves by a plasma // Journal of Geophysical Research. 1963. V. 66. № 19. Р. 5473 - 5486.
  7. Богомаз А. В. Пуляев В. А. Оценка статистических погрешностей характеристик некогерентно рассеянного сигнала // Сборник тезисов, конф. молодых учёных «Дистанционное радиозондирование ионосферы (ИОН - 2011)», Харьков, 12 - 15 апреля 2011 г. С. 33.
  8. СайтмоделиInternational Reference Ionosphere:www.iri.gsfc.nasa.gov/.