Двадцать вторая международная конференция "СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
XXII.I.365
Оценка влияния различных факторов космической погоды на динамику полярной ионосферы и вероятности пропадания сигналов спутников системы ГНСС
Сапунова А.И. (1), Ряховский И.А. (2)
(1) МГУ имени М.В. Ломоносова, физический факультет, Москва, РФ
(2) Геофизический центр РАН, Москва, РФ
Полярный регион наиболее подвержен влиянию факторов космической погоды (солнечные вспышки, высыпания заряженных частиц, магнитные бури) из-за конфигурации магнитного поля Земли. Это в свою очередь сказывается на распространении радиосигналов, используемых в системах связи и навигации в Арктическом регионе. Таким образом исследование процессов, происходящих в ионосфере во время сильных гелиогеофизических возмущений, имеет важное прикладное значение. Развитие глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) сделало возможным проведение исследований быстропротекающих процессов в ионосфере, вызванных различными факторами космической погоды.
В ходе рейса Плавучего университета 2024 г. на научно-исследовательском судне «Профессор Молчанов» в период с 21 июля по 26 августа 2024 года проводилась непрерывная регистрация сигналов ГНСС (GPS и ГЛОНАСС) в районах Белого моря, моря Лаптевых и Карского моря.
Запись сигналов ГНСС велась с помощью мульти системного (GPS/ГЛОНАСС/SBAS) трехчастотного (L1, L2 и L5) приемника ГНСС Javad Sigma 3T с частотой дискретизации 1 Гц.
Входе обработки и анализа сигналов были зарегистрированы отклики ионосферы на пять вспышек M- и X- класса, произошедших за время экспедиции.
Кроме того, во время всего периода наблюдений в полярной ионосфере наблюдалось периодическое пропадание сигналов по всем частотам, что в свою очередь может критически сказываться на точности позиционирования. Причем длительность потери сигналов для некоторых спутников созвездия колебалась от 14 и до 1500 секунд.
Для более детального изучения факторов, влияющих на пропадания сигнала, нами были построены значения плотности вероятности разрыва непрерывного ряда данных для всех частот ГНСС. Проведенный анализ позволил обнаружить закономерности, связанные с азимутом и углом возвышения спутника над горизонтом и повышенными значениями плотности вероятности. Например, было обнаружено, что вероятность пропадания сигнала при угле возвышения приблизительно равного 10 градусам значительно выше среднего значения. Так же была рассмотрена плотность вероятности пропадания сигнала в зависимости от координат подионосферной точки и местного магнитного времени (MLT).
Авторы благодарят руководителей научно-образовательной программы "Плавучий университет" за организацию рейса.
Исследование выполнено при поддержке министерства науки и высшего образования Российской Федерации, проект номер рег.№122032900175-6.
Ключевые слова: Ионосфера, ГНСС, Солнечные вспышки, местное магнитное время
Литература:
- Афраймович Э.Л., Перевалова Н.П. GPS-мониторинг верхней атмосферы Земли. Иркутск: ГУ НЦ РВХ ВСНЦ СО РАМН, 2006. 480 с.
- Yasyukevich Anna, Perevalova Natalya, Timofeeva Olga, Katashevtseva Darya, Edemskiy Ilya. Dynamics of disturbance level of total electron content at high and middle latitudes according to GPS data. Solar-Terrestrial Physics. 2. 36-43. 10.12737/13831 (2016).
- Kiruthiga, S., Mythili, S., Mukesh, R., Karthikeyan, V., and Vijay, M., “Prediction of GPS TEC during the X9.3 solar flare for DGAR low latitude station by using OKSM,” Journal of Physics: Conference Series 1979, 012060 (aug 2021).
- de Abreu, A., Roberto, M., Alves, M., Abalde, J., Nogueira, P., Venkatesh, K., Fagundes, P., de Jesus, R., Gende, M., and Martin, I., “Effects of X2-class solar flare events on ionospheric gps-tec and radio waves over brazilian sector,” Advances in Space Research 63(11), 3586–3605 (2019).
- Zhang, D. H., X. H. Mo, L. Cai, W. Zhang, M. Feng, Y. Q. Hao, and Z. Xiao (2011), Impact factor for the ionospheric total electron content response to solar flare irradiation, J. Geophys. Res., 116, A04311, doi:10.1029/2010JA016089.)
Дистанционное зондирование ионосферы