Влияние изменения мощности спутниковых сигналов на стабильность функционирования ГНСС в периоды солнечных радиовспышек

Глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС) в настоящее время широко внедряются в различных отраслях промышленности, транспорта и других областях. Поэтому требования к стабильности функционирования ГНСС постоянно возрастают. Точность и стабильность данных систем, помимо прочего, зависит от состояния среды распространения радиосигнала, т.е. ионосферы. Например, в работе (Carrano et al., 2007) было показано, что под прямым воздействием солнечного мощного радиоизлучения происходит снижение отношения сигнал/шум на 10-30 Дб на выходе антенны навигационного приемника. Поэтому, активно проводится модернизация систем ГНСС, направленная на повышение их помехоустойчивости, включая, в частности, постепенную замену спутников на аппараты нового поколения и повышение мощности спутникового сигнала. В настоящей работе мы анализируем, как изменение мощности сигналов спутников на рабочих частотах ГНСС повлияло на характеристики принимаемого навигационного сигнала в возмущенных гелио-геофизических условиях, а именно в периоды солнечных радиовспышек. В работе проанализированы две радиовспышки, произошедшие 24 сентября 2011 г. и 6 сентября 2017 г., относящиеся по классификации (Huang et al., 2018) к экстремальной и опасной, соответственно. Для каждой вспышки изучалась динамика мощности принимаемого сигнала на основной L1 и вспомогательной L2 частотах GPS на одной станции для спутниковых блоков разного поколения (блок IIR-M и блок IIA). Также проанализирована динамика сбоев определения радионавигационных параметров приемниками, находящимися в периоды вспышек на подсолнечной стороне. Для обоих событий зарегистрировано понижение мощности принимаемого сигнала в периоды радиовсплесков. При этом, значение мощности принимаемого сигнала на частоте L2 для блока старого поколения во время вспышек опускалось до предельно минимальных значений, что потенциально приводит к большей вероятности срыва сопровождения сигнала. Анализ динамики срывов сопровождения сигнала показал, что во время вспышки 2011 года вероятность сбоев сопровождения сигнала на подсолнечной стороне достигала 50 %, что существенно превышало значение аналогичного параметра для вспышки 2017 года. Это указывает на значительное улучшение помехоустойчивости ГНСС в связи проводимой модернизацией.
Работа выполнена при поддержке гранта Президента РФ МК-3265.2019.5. Методы программной обработки данных получены в рамках базового финансирования программы ФНИ II.16.