Новые возможности мониторинга возмущенности экваториальной ионосферы с использованием сигналов геостационарных спутников BDS-GEO

Исследование и мониторинг параметров перемещающихся ионосферных возмущений (ПИВ) от различных источников является важной практической задачей, поскольку ПИВы влияют на функционирование всех систем, основанных на распространении радиоволн в ионосфере. Радиопросвечивание ионосферы сигналами GNSS традиционно играет важную роль в подобного рода исследованиях. В данной работе мы рассматриваем возможности исследования ионосферных возмущений на основе данных новых GNSS систем с особым акцентом на приэкваториальной области. Благодаря наличию в орбитальной группировке геостационарных спутников, большим потенциалом обладают данные такой системы, как COMPASS/BeiDou. Эти спутники обладают преимуществом практически неподвижной подионосферной точки, что позволяет осуществлять непрерывный мониторинг полного электронного содержания (TEC) вдоль выбранного направления спутник-приемник в течение сколь угодно длительного интервала времени. Более того, последние исследования показали, что оценки TEC с использованием геостационарных спутников COMPASS/BeiDou обладают наилучшими шумовыми характеристиками среди доступных геостационарных систем.
В данной работе мы предлагаем и обсуждаем возможность использования геостационарных данных при построении индекса ROTI для описания возмущенности приэкваториальной ионосферы. Мы приводим результаты сопоставления ROTI индексов, построенных на геостационарных и традиционных GNSS данных для различных долготных секторов. Показано, что средние значения геостационарного ROTI в целом меньше значений GNSS ROTI. Это можно объяснить тем, что геостационарный ROTI описывает только временную часть изменчивости TEC, в то время как в GNSS ROTI нельзя разделить пространственную и временную изменчивость ионосферы за счет движения подионосферных точек спутников GNSS. Таким образом, использование геостационарного ROTI избавляет от основных проблем, связанных с GNSS ROTI - влияния пространственной изменчивости и большего веса данных на низких углах возвышения спутников. При этом геостационарный ROTI индекс успешно воспроизводит типичную внутрисуточную и сезонную изменчивость мелкомасштабной ионосферной возмущенности.
Мы также обсуждаем возможность использования геостационарных данных COMPASS/BeiDou для интерферометрии ПИВ в приэкваториальной ионосфере. Геометрия эксперимента с неподвижными подионосферными точками в данном случае является существенным преимуществом при оценке реальных скоростей распространения ПИВ. Мы представляем предварительные результаты определения параметров крупномасштабных ПИВ в различных долготных секторах предложенным методом.
Результаты работы показывают большой потенциал геостационарных данных COMPASS/BeiDou для практических целей мониторинга возмущенности приэкваториальной ионосферы.