Мониторинг состояния ионосферы в режиме реального времени

Показаны возможности глобальных навигационных спутниковых систем GPS и ГЛОНАСС для мониторинга ионосферы Земли в режиме реального времени.
На базе приемника ProPak-V3, работающего по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем, создан автоматизированный комплекс, предназначенный для мониторинга состояния ионосферы с поверхности Земли. Комплекс позволяет проводить наблюдения в разных азимутальных направлениях. В зоне видимости приемной антенны одновременно может находиться до 16 спутников систем ГЛОНАСС и GPS. Аппаратно-программное обеспечение позволяет проводить мониторинг состояния ионосферы над территорией, удаленной от пункта приема на расстояние до 1000 км. В режиме реального времени комплекс выдает распределение электронной концентрации ионосферы по высоте для всех находящихся в зоне видимости спутников. Дискретность выдачи информации определяется возможностями используемого компьютера. При этом комплекс может работать как со стационарным, так и персональным компьютером, типа ноутбук. При наличии источника питания работа комплекса может проводиться круглосуточно без участия оператора.
Ключевым элементом такого комплекса является автоматизированный модуль ионосферного обеспечения, основанный на реализации метода радиопросвечивания ионосферы Земли по трассе «наземный пункт - навигационный спутник». Приведена блок-схема комплекса и описаны осуществляемые им функции. Показана схема проведения измерений и интерпретации данных, а также алгоритм параметрической идентификации обратной задачи радиопросвечивания ионосферы. Проведено сравнение ключевого параметры ионосферы – значения электронной концентрации в максимуме слоя F2 – с данными работы наземного ионозонда, расположенного в Троицке. Полученные результаты достаточно хорошо согласуются как качественно, так и количественно. При проведении калибровки и разработке оптимальной процедуры сглаживания спутниковых данных представленный комплекс может служить одним из элементов системы глобального мониторинга состояния ионосферы в режиме реального времени.
Работа выполнена при финансовой поддержке программ ОФН РАН «Плазменные процессы в солнечной системе» и «Фундаментальные проблемы воздействия мощными радиоволнами на ионосферу и магнитосферу Земли».