Статистические или геофизические модели, основанные на изучении данных о среднемесячных изменениях состояния ионосферы, часто применяются при разработке радиотехнических систем декаметрового диапазона и в долгосрочном прогнозировании условий распространения коротких радиоволн (КВ). При распределении сеансов работы средств КВ связи в течение коротких промежутков времени с точностью до дня, часа или даже минуты, необходима система контроля над изменениями состояния ионосферы, которые происходят в течение этих отрезков времени, с последующим использовании этих данных для прогнозирования состояния интересующих каналов распространения радиоволн. Совместное использование экспериментальных данных и модельных данных позволяет значительно улучшить результаты краткосрочного прогнозирования параметров распространения КВ радиоволн. Одним из основных параметров КВ радиолинии является максимально наблюдаемая частота (МНЧ). Наклонные ионозонды с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) могут дать точную оценку в реальном времени параметров КВ каналов.
Цель работы - исследование эффективности алгоритмов пространственного и временного прогнозирования максимально наблюдаемых частот на сети приполярных радиотрасс по данным ЛЧМ ионозонда.
Решаемые задачи:
• Обработка экспериментальных данных сети трасс наклонного радиозондирования ионосферы (использовались данные ионозонда с ЛЧМ сигналом Марийского Государственного Университета, г. Йошкар-Ола).
• Исследование алгоритмов пространственного прогнозирования МНЧ.
• Исследование алгоритмов временного прогнозирования МНЧ.
• Проведение модельных расчетов и оценка ошибок прогноза.
Рассмотрена эффективность алгоритмов пространственного и временного прогнозирования МНЧ на основе данных наклонного зондирования ионосферы на сети приполярных радиотрасс.
Проведено исследование эффективности временного прогнозирования МНЧ для экспериментальных радиотрасс методом авторегрессионного преобразования. Установлено, что для окон в 15, 30, 45 минут ошибки близки, то для окна в 60 минут ошибка возрастает приблизительно на один процент. Это говорит о том, что в среднем время квазистационарности параметров ионосферных процессов, влияющих на значение МНЧ, на исследуемых радиотрассах составляет 45 минут.
Погрешность прогноза максимальной наблюдаемой частоты слоя E в параметров два-три раза больше погрешности прогноза максимальной частоты слоя F - при прогнозировании на 30 минут ошибки для слоя F составили 2-4 процента, а для МНЧ слоя E - 5-9 процентов. Это связано с наличием спорадической составляющей в слое E.
В рамках модели линейной зависимости прогнозного значения от экспериментальных значений представлены две методики пространственного прогнозирования МНЧ на радиолиниях не обеспеченных диагностикой: с постоянными (один алгоритм) и переменными (три различных алгоритма) коэффициентами линейной модели. Оценены ошибки прогнозирования в проведенных экспериментах для этих алгоритмов. Для модели с постоянными коэффициентами значение среднеквадратичной ошибки оказалось равным 1,45 МГц (10,9%) а для модели с переменными коэффициентами наилучший алгоритм обеспечил значение среднеквадратичной в 0,78 МГц (5,9%) - использование совместно экспериментальных и модельных данных уменьшает ошибку прогнозирования до допустимых величин.
