Сокращения 3
Введение 4
Глава 1. Теоретический обзор 6
1.1. Ионосфера и ее свойства 7
1.2. Распространение радиоволн в ионосфере 11
1.3. Методы радиозондирования ионосферы и космоса, использующие
различные эффекты распространенеия радиоволн 13
1.4. Определение полного электронного содержания по двухчастотным
фазовым измерениям 14
1.5 Глобальные навигационные спутниковые системы GPS и ГЛОНАСС 15
1.6. Определение полного электронного содержания по сигналам ГНСС 18
1.6.1 Кодовые измерения псевдодальности 18
1.6.2 Фазовые измерения псевдодальности 19
Глава 2. Практическая часть 23
2.1 Обработка экспериментальных данных 23
2.2 Орбитальное движение спутников 30
2.3 Расчет подионосферных точек в области ДН 38
2.4 Расчет ПЭС в ионосфере Земли 39
2.4 Формат RINEX 40
Глава 3. Результаты 44
3.1 Заключение 47
Выводы 48
Список литературы
При воздействии на ионосферу мощным наземным радиоизлучением (например, с помощью нагревного стенда «СУРА»), неоднородности развиваются в результате вытеснения плазмы из области ее нагрева, или вследствие дополнительной ионизации нейтральной компоненты ускоренными электронами. В результате образуются неоднородности электронной концентрации с размерами от десятков сантиметров до десятков километров [1]. Неоднородности электронной концентрации с масштабами 5-50 км эффективно изучаются с помощью двухчастотного радиозондирования сигналами спутников систем GPS и ГЛОНАСС. При распространении сигналов через область ионосферы, на которую воздействуют радиоизлучением стенда «СУРА» у сигналов появляется дополнительный набег фазы, возникающий вследствие дисперсии радиоволн в ионосферной плазме, который в свою очередь линейно связан с полным электронным содержанием (ПЭС) на траектории распространения [2]. С середины 2000 - х годов начато активное использование сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) GPS и ГЛОНАСС для определения ПЭС в ионосфере Земли во время экспериментов по воздействию на ионосферу мощным коротковолновым радиоизлучением.
Полное электронное содержание - это полное число электронов в столбе единичного сечения, проходящего через ионосферу. ПЭС изменяется под воздействием солнечного ультрафиолетового излучения, геомагнитных бурь и атмосферных волн, распространяющихся из нижней атмосферы. ПЭС является важной составляющей при изучении ионосферы Земли. В настоящее время активно развивается способ определения ПЭС методом радиозондирования сигналами спутников глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС).
Целью дипломной работы является построение двумерных карт полного электронного содержания по данным 10 ГНСС станций, для оценки вариаций ПЭС, при воздействии мощным радиоизлучением стенда Сура.
Для достижения этой цели необходимо решить ряд следующих задач
• исходные навигационные файлы, и данные наблюдений с приемника преобразовать в формат RINEX;
• прочитать файлы Rinex: Read_Observation_File - файл наблюдений систем GPS/Глонас, Read_GPS_Rinex - навигационный файл наблюдений GPS;
• рассчитать ПЭС для всех 10 станций приемников;
• построить траектории движения подионосферных точек для видимых спутников;
• обработать экспериментальные данные;
В ходе выполнения данной работы были достигнуты следующие результаты.
1. Реализован алгоритм постобработки данных с ГНСС представленных в формате RINEX вер. 2.10/ 2.11, выполняющий следующие функции:
а) чтение навигационных сообщений ГНСС в формате RINEX
б) расчёт орбитального движения спутников систем GPS и ГЛОНАСС расчета подионосферных точек для
в) спутников ГНСС попадающих в область ДН
г) расчёт полного электронного содержания по псевдодальномерным и фазовым измерениям
2. Проанализированы данные за 29 августа 2016г полученные на стенде «СУРА» при искусственном воздействии на ионосферу мощным радиоизлучением»
