Введение 3
Глава 1. Нелинейные явления в ионосфере 5
1.1. Нелинейные явления 5
1.2. Воздействие радиоволн на нижнюю ионосферу 7
1.3. Модификация ионосферной плазмы, гигантское ракурсное рассеяние 8
1.4. Многократный гиромагнитный резонанс, сверхмелкомасштабные вытяну¬тые неоднородности 10
Глава 2. ГЛОНАСС 13
2.1. Состав системы ГЛОНАСС 13
2.2. Навигационное сообщение 15
Глава 3. Описание созданной программы и её результатов 16
Заключение 24
Список литературы 25
Приложение
Ионосфера — это плазменный слой в верхней атмосфере, на высотах от
60 до 1000 км. Основным источником ионизации является ультрафиолетовое
излучение Солнца. Процессы, протекающие в ионосфере, тесно связаны с солнечной активностью, с процессами в магнитосфере и вариациями магнитного
поля Земли, с движениями верхней атмосферы. Следствием является сильная
изменчивость свойств ионосферы во времени - в течение суток, в зависимости
от времени года, с одиннадцатилетним циклом солнечной активности, а также в
зависимости от высоты и географической широты. Структура и свойства ионосферы сильно меняются с высотой. Ионосферу принято делить на три области,
называемые слоями D, E и F.
Максимум концентрации плазмы достигается в F-слое, на высоте около
300 км, он составляет приблизительно 106 электронов в 1 см3, спадая в ночное
время до 3*105 см3. Ниже F-слоя, в Е- и D-слоях, концентрация спадает, уменьшаясь до 103 см3 или даже 102 см3. Иногда концентрация E-слоя существенно
увеличивается, тогда его называют спорадическим. В области, лежащей выше
1000 км, ионосфера плавно переходит в магнитосферу.
Ионосфера существенно влияет на процессы распространения радиоволн. От F-слоя отражаются короткие радиоволны. Благодаря большой высоте
слоя они распространяются на большие расстояния — до 2-3 тысяч километров.
В Е- и D-слоях распространяются длинные и средние волны. Вследствие наличия магнитного поля Земли ионосферная плазма анизотропна, что приводит к
возникновению двух компонент радиоволн — обыкновенной и необыкновенной. Это явление аналогично двойному лучепреломлению электромагнитных
волн в анизотропных кристаллах [5].4
Необходимо дальнейшее изучение механизмов генерации естественных
ионосферных неоднородностей, нелинейных процессов в ионосферной плазме
и в плазме вообще, а также исследование эффектов искусственного воздействия
на ионосферу. Данная выпускная работа выполнялась для получения вспомогательного программного инструмента в планировании экспериментов.
Целью данной работы является разработка программы оценивания параметров радиосигналов навигационных спутников, рассеянных на анизотропных
ионосферных СММ неоднородностях.
Для достижения цели работы потребовалось решение задач:
разработать и реализовать алгоритм определения угла ракурсного рассеяния для заданных нагревного стенда и приёмного пункта, и высоте области неоднородностей с учётом возможных её размеров;
разработать и реализовать алгоритм определения времени прохождения
спутниками участка орбиты, на котором радиосигнал спутника, рассеянный на
СММ неоднородностях, будет доступен в приемном пункте с учётом различных
частей области неоднородностей.
Разработан и реализован алгоритм определения угла ракурсного рассеяния
для заданных нагревного стенда и приёмного пункта и высоте области неоднородностей с учётом её возможных размеров;
Разработан и реализован алгоритм определения времени прохождения
спутниками участка орбиты, на котором радиосигнал спутника, рассеянный на
СММ неоднородностях, будет доступен в приемном пункте с учётом различных
частей области неоднородностей.
Создана программа оценивания параметров радиосигналов навигационных спутников, рассеянных на анизотропных ионосферных СММ неоднородностях. Программу будет полезно применять при планировании и проведении
возможных в будущем экспериментов исследования СММ вытянутых искусственных неоднородностей ионосферной плазмы.
