Метод прогнозирования ионосферных параметров на основе
демодуляции сложного сигнала

Регулярные измерения ионосферы направлены на определение ее состояния и последующего получения прогноза ее параметров. К известным методам прогнозирования относятся метод математического моделирования и экстраполяции. На основе метода экстраполяции и данных наблюдений прогнозируемого параметра ионосферы получают значения искомых параметров в будущие моменты времени. Предлагаемый метод экстраполяции построен на основе решения задачи аппроксимации разрывных функций. Разработан метод прогнозирования ионосферных параметров с помощью известного в радиотехнике принципа амплитудной демодуляции сложного сигнала, позволяющей исключить влияние эффекта Гиббса на результаты прогнозирования. Эффект Гиббса возникает при аппроксимации разрывных функций. Использование демодуляции позволило объяснить механизм прогнозирования или переноса информации в область будущего времени. Можно утверждать, что колебания Гиббса являются переносчиком информации.
Разработанный метод экстраполяции определяет требования к характеристикам прогнозируемого процесса. В соответствии с этими требованиями проводится предварительная обработка данных наблюдения. Для работы операции амплитудной демодуляции необходимо, чтобы прогнозируемый процесс имел ограниченный спектр. Последнее достигается с помощью метода цифровой фильтрации. Разработаны методы синтеза цифровых фильтров с требуемыми частотными характеристиками.
Построен комплекс программ для анализа данных критической частоты слоя foF2. Наиболее значимым параметром является суточный ход и медленно меняющаяся составляющая, с частотой изменения ниже суточного хода. Разработан комплекс программ для выбора оптимальных параметров фильтров с целью предварительной обработки экспериментальных значений foF2 и последующего их прогнозирования. Подготовка данных для прогноза спокойной ионосферы связана с выделением низкочастотной составляющей из временных значений foF2. Из этих основных характеристик определяются значения параметров фильтрации для предварительной обработки. Показано, что подготовка данных к прогнозированию приводит к потере информации. Разработаны требования к измерениям экспериментальным данным, необходимые для получения уверенного прогноза. Демонстрируются возможности прогноза суточных значений foF2 по измеренным значениям на станции вертикального зондирования.