СОДЕРЖАНИЕ 2
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ИОНОСФЕРА 4
1.1. ПЛАЗМА И ЕЁ СВОЙСТВА 5
1.2. СОСТАВ ИОНОСФЕРЫ 6
1.3. РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН В ИОНОСФЕРЕ 9
1.4. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ИОНОСФЕРЫ 11
1.4.1. ИЗМЕРЕНИЕ УГЛА ПОВОРОТА ПЛОСКОСТИ ПОЛЯРИЗАЦИИ РАДИОВОЛН, ПРОХОДЯЩИХ ЧЕРЕЗ ИОНОСФЕРУ 13
1.4.2. КОДОВЫЕ ДАЛЬНОМЕРНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ ПО ФАЗЕ НЕСУЩЕЙ 18
1.4.3. СВЯЗЬ ДОПЛЕРОВСКОГО СМЕЩЕНИЯ ЧАСТОТЫ С ЭЛЕКТРОННОЙ КОНЦЕНТРАЦИЕЙ 22
1.5. СОЛНЕЧНЫЙ ТЕРМИНАТОР 28
ГЛАВА 2. ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ 29
2.1. ФОРМАТRINEX 32
2.2. ОРБИТАЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ СПУТНИКОВ 36
2.3. РАСЧЕТ ПЭС В ИОНОСФЕРЕ ЗЕМЛИ 43
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ 45
3.1. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ 2 АПРЕЛЯ 2016Г 45
3.2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ 8 МАРТА 2016Г 47
3.3. СТАТИСТИКА РЕЗУЛЬТАТОВ 49
3.4. ИНТЕРПРЕТАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ 50
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 54
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Исследование процессов в околоземном пространстве и динамических характеристик неоднородностей электронной концентрации является одной из ключевых задач физики ионосферы. Изучение структуры ионосферы и явлений, влияющих на ее состояние, важно как для понимания физики протекающих в ней процессов, так и для решения разнообразных радиофизических задач.
Перемещающиеся ионосферные возмущения в F-слое ионосферы, влияют на изменчивость параметров ионосферы и волновода Земля- ионосфера и их влияние необходимо учитывать при решении широкого спектра задач, связанные с изучением волновых возмущений на ионосферных высотах.
Одной из актуальных задач является исследование состояния ионосферы во время прохождения солнечного терминатора (СТ) - области, отделяющей пространство, освещаемое полным диском Солнца, от области полной тени, отбрасываемой Землей.
Целью дипломной работы является исследования ионосферных волновых возмущений, генерируемых солнечным терминатором во время захода солнца, с помощью сигналов глобальной спутниковой радионавигационной системы (ГНСС) GPS.
Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:
- Построить орбитальное движение спутников систем ГЛОНАСС и GPS над приволжским федеральным округом.
- Обработать и рассчитать полное электронное содержание (ПЭС) по экспериментальным данным, полученным с ГНСС-приемников, расположенных в Казани (KZN) и Астрономической обсерватории им. В.П. Энгельрадта (EAO).
- Выделить вариации ПЭС, связанные с движением вечернего терминатора.
В ходе выполнения данной работы:
1. Проанализированы данные экспериментальных сессий с января по май 2016 г., что составило 152 дня и получено, что в 35% случаев регистрировалась возникновение вариации ПЭС во время прохода СТ.
2. Проведено сопоставление и сравнение рядов ПЭС для двух приёмных пунктов, которое позволяет заключить, что основной вклад в формирование вариаций ПЭС состояние верхней атмосферы на высотах от 60 до 200 км.
3. Проведенный анализ вариации ПЭС свидетельствует о генерации в области вечернего фронта СТ солитоноподобных волновых возмущений с масштабами около 80-90 мин, что совпадает с теоретическими оценками.
4. Получено, что относительный сдвиг, между временем прохода СТ и временем регистрации крупномасштабного возмущения для пункта для пункта АОЭ~ 35-31 мин.; для пункта Казань- 34-30 мин.
1. Насыров А.М., Гумеров Р.И., Насыров И.А. Фотометрия свечения ионосферы, стимулированного мощным радиоизлучением стенда «Сура» /Ученые записки Казанского университета. Серия: Физико¬математические науки, 2011, -Т. 153, №4, -С. 156 - 166.
2. Гуревич А.В. Нелинейные явления в ионосфере //УФН, 2007, - Т. 177, № 11,-С. 1145 - 1177.
3. Ерухимов Л. М. Ионосфера Земли как космическая плазменная лаборатория / СОЖ, 1998, № 4, -С. 71-77.
4. Гумеров Р.И., Насыров И.А., Шаймухаметов Р.Р. Фотоэлектрические наблюдения свечения ионосферы в зеленой линии, возбужденной мощным коротковолновым излучением //Труды XX Всерос. конф. по распространению р/волн. - Нижн. Новгород 2-4 июля 2002 г. - С. 307 - 308.
5. Строение ионосферы. Пути распространения радиоволн. Критическая частота и максимально применимая частота [Электронный ресурс] URL:http://oitzi.ru/Materials.aspx?doc id=13&id=340
6. Википедия - свободная энциклопедия. [Электронный ресурс] URL:http://ru.wikipedia.org/wiki/Кингсеп А. С.
7. Интерфейсный контрольный документ ГЛОНАСС.-М. редакция 5.1, 2008.
8. INTERFACE SPECIFICATION IS-GPS-200 Revision E Navstar GPS Space Segment / Navigation User Interfaces / 8 June 2010
9. Werner Gurtner, Lou Estey RINEX (The Receiver Independent Exchange Format) version 2.11 / перевод на русский язык: Чукин В.В., Кононова Е. А. - Российский государственный гидрометеорологический университет - 2008 г. - 42 с.
10. Конин В.В., Конина Л.А. Спутниковые системы навигации / Учебное пособие - Киев 2008. - 286 с.
11. Рябов А.В., Грач С.М., Шиндин А.В., Котик Д.С., Исследование характеристик крупномасштабных неоднородностей ионосферы, вызванных воздействием на неё мощного коротковолнового радиоизлучения, с помощью сигналов GPS //Известия вузов. Радиофизика, 2011, -Т.54, № 7, -С. 485 - 496.
12. Шиндин А.В., Грач С.М., Сергеев Е.Н., Рябов А.В., Пространственная корреляция крупномасштабных неоднородностей плотности (по данным анализа GPS сигналов) и искусственного оптического свечения в линии 630 нм в ионосфере, возмущенной мощной радиоволной //Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, 2012, № 4 (1), -С. 105-113.
13. Арцимович Л.А., Сагдеев Р.3. Физика плазмы для физиков. - М: Атомиздат, 1979.
14. Арцимович Л. А. Элементарная физика плазмы. - 3-е изд. - М.: Атомиздат, 1969. - 189 с.
15. Основные понятия по возбуждению ионосферы [Электронный ресурс] URL:https: //ru.wikipedia.org/wiki/
16. Как облучают ионосферу, и что при этом получается (что такое HAARP) [Электронный ресурс] URL:http://pozitivchik.info/2010/07/kak-obluchayut-ionosferu-i-chto-pri-etompoluchaetsya-chto-takoe-haarp/
17. Плазма как объект физических исследований //Соросовскийобразовательный журнал, 1996, №2.
18. Кингисеп А.С. Плазма как объект физических исследований // Соросовский Образовательный Журнал, 1996, № 2, -С. 98-104.
19. Научно-исследовательский радиофизический институт [Электронный ресурс] URL:http://nirfi.ru/index.php/o-nas/34-poligony/133- vasilsursk
20. Васьков В.В., Гуревич А.В. Возбуждение неустойчивости F- области ионосферы в поле мощных радиоволн // УФН 113, 1974, -С. 730¬732.
21. Насыров И.А. Отчет о научно-исследовательской работе. Разработка инструментального комплекса мониторинга в оптическом диапазоне длин волн верхней атмосферы и ближнего космического пространства. - Казань, 2010
22. И.А. Насыров, С.М. Грач, Р.М. Гумеров, В.В. Клименко, А.В. Шиндин, А.М. Насыров. Предварительные результаты измерений стимулированного свечения ионосферы в зелёной линии оптического спектра (557.7 нм) при коротких временах воздействия на ионосферу мощным радиоизлучением стенда «Сура» [Электронный ресурс] URL: httpwww.galactic.org. uaSLOVARIn91. htm
23. Чёрный Ф.Б. Распространение радиоволн. Изд. 2-ое, доп. и переработ. М.: «Союз Радио» 1972, 464 с.
24. Медведев П.П., Баранов И.С. Глобальные космические навигационные системы// Итоги науки и техники. Сер. Геодезия и аэросъемка. М.:ВИНИТИ, 1992, -Т.28, 159 с.
25. А.В. Шиндин, С.М. Грач, Е.Н. Сергеев, А.В. Рябов, Пространственная корреляция крупномасштабных неоднородностей плотности (по данным анализа GPS сигналов) и искусственного оптического свечения в линии 630 нм в ионосфере, возмущенной мощной радиоволной // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, 2012, № 4 (1),-С. 105-113.
26. Белашова Е.С., Белашов В.Ю. Солитоны как математические и физические объекты. Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2006, 205 с.