Динамическое управление ресурсом ионосферного КВ канала путем адаптации модели IRI-2016 к условиям распространения радиоволн по данным наклонного ЛЧМ зондирования на контрольной трассе

Эффективное управление ресурсом КВ диапазона зависит от точности и оперативности прогнозирования характеристик ионосферного радиоканала. Для долгосрочного прогнозирования большое распространение получила справочная модель ионосферы International Reference Ionosphere (IRI). Эта модель ионосферы постоянно совершенствуется, однако вариации ионосферы день ото дня и быстрые изменения гелиогеофизических условий могут существенно снижать эффективность такого прогнозирования.
Для прогнозирования на короткие интервалы времени (от нескольких минут до суток) требуется мониторинг ионосферных параметров с такими же временными интервалами. Инерционность ионосферных процессов позволяет устанавливать пространственно-временные корреляционные связи параметров КВ канала и использовать их для прогнозирования на короткие интервалы времени (десятки минут). Для корректировки ионосферных параметров и повышения точности прогноза используют зондовые измерения в реальном масштабе времени. Для зондирования ионосферного канала широко применяются ионозонды с непрерывным излучением линейно-частотно-модулированного (ЛЧМ) сигнала, обладающие высокой помехозащищенностью. Следует отметить, что по сравнению с другими методами диагностики ионосферы, метод НЗ позволяет непосредственно определять ключевые параметры ионосферного КВ радиоканала, включая МНЧ, диапазон оптимальных рабочих частот, отношение сигнал/шум, скорость передачи информации, надежность связи.
Отсутствие постоянно работающей разветвленной сети ЛЧМ ионозондов делает актуальной задачу пространственно-временного прогнозирования ключевого параметра ионосферного канала – максимально применимой частоты (МПЧ) и ее экстраполяции на трассы, не оснащенные средствами диагностики.
В докладе представлены результаты исследования пространственно-временных корреляционных связей ключевого параметра ионосферного КВ канала - максимально наблюдаемой частоты (МНЧ) на субавроральных трассах наклонного ЛЧМ-зондирования ионосферы: Соданкюля (Финляндия) – Васильсурск, Ловозеро (Мурманская обл.) – Васильсурск, Салехард – Васильсурск, Амдерма – Васильсурск и на среднеширотной трассе ст. Горьковская (Ленинградская обл.) – Васильсурск.
Высокие значения коэффициентов пространственной корреляции МНЧ на указанных трассах позволили применить для прогнозирования и экстраполяции МПЧ метод адаптации глобальной модели ионосферы IRI-2016 по данным наклонного ЛЧМ-зондирования на контрольной трассе, на рабочие радиолинии и оценить ошибки прогнозирования и экстраполяции. Адаптация глобальной модели ионосферы осуществлялась путем коррекции ее управляющего параметра IG12.
Измерения проводились 10 августа 2018г. Показано, что в условиях спокойной ионосферы ошибки прогнозирования МПЧ на контрольной трассе и ошибки экстраполяции МПЧ на соседние субавроральные и среднеширотную трассы с удалением средних точек рабочих трасс от средней точки контрольной трассы на расстояния ~180-870 км составляют ~7.6-10.5%, что существенно меньше, чем ошибки долгосрочного прогнозирования ~15.1-18.1%.
Работа выполнена при финансовой поддержке базовой части Госзадания Минобрнауки РФ (шифр 3.7939.2017/8.9).