Гибридное моделирование распространения декаметровых радиоволн

• Автор: Сажин, Виктор Иванович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 250 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. БАЗОВАЯ МОДЕЛЬ ДЕКАМЕТРОВОГО ИОНОСФЕРНОГО РАДИОКАНАЛА ДЛЯ НАКЛОННЫХ ТРАСС
1Л. Метод характеристик для описания распространения сигнала в регулярной ионосфере
1.2. Расчёт основных параметров сигнала
1.3. Алгоритм расчёта квазикритического распространения
1.4. Краткое описание полуэмпирической модели ионосферы
1.5. Аналитическое представление дискретных данных ионосферной
модели
1.6. Особенности расчёта траекторий лучей в трёхмерно-неоднородной глобальной модели ионосферы
1.7. Учёт магнитно-ионного расщепления при расчёте распространения
радиоволн с использованием глобальной модели ионосферы
ГЛАВА 2. ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ОПИСАНИЯ БАЗОВОЙ МОДЕЛЬЮ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛА
2.1. Экспериментальный материал, используемый для оценки
2.2. Расчёт средних значений максимально-применимых частот радиотрасс
2.3. Расчёт средних значений траекторных характеристик сигнала.
2.4. Расчёт средних значений напряжённости поля сигнала
2.5. Оценка точности описания текущих значений параметров сигнала .
ГЛАВА 3. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ВАРИАЦИЙ ИОНОСФЕРНЫХ ПАРАМЕТРОВ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ СИГНАЛА
3.1. Крупномасштабные отклонения ионосферных параметров и радиусы их пространственной корреляции
3.2. Методика расчёта вариаций характеристик сигнала
3.3. Оценка дисперсий значений траекторных характеристик

3.4. Оценка дисперсий значений напряжённости поля
3.5. Оценка влияния на характеристики сигнала детерминированных
неоднородностей
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ КОРРЕКЦИИ МОДЕЛИ РЕГУЛЯРНОЙ ИОНОСФЕРЫ НА ТЕКУЩИЕ УСЛОВИЯ ПО ДАННЫМ ИЗМЕРЕНИЙ ХАРАКТЕРИСТИК СИГНАЛА НА РЕПЕРНЫХ ТРАССАХ
4.1. Методика локальной коррекции модели регулярной ионосферы
4.2. Коррекция модели ионосферы по данным измерения сигналов искусственных спутников Земли
4.3. Коррекция ионосферной модели при импульсном режиме работы канала на одной частоте
4.3.1. Уточнение критической частоты и высоты максимума ионосферы
по углам места верхних лучей и относительным межмодовым задержкам
4.3.2. Уточнение формы высотного профиля электронной концентрации
в области F ионосферы по углам места нижних лучей
4.3.3. Уточнение формы высотного профиля электронной концентрации
в области максимума по напряжённости поля верхних лучей
4.4. Коррекция модели ионосферы при работе канала на ряде частот
4.4.1. Уточнение критической частоты ионосферы по измерениям МПЧ трассы
4.4.2. Уточнение высоты максимума ионосферы по измерениям времени распространения верхних лучей
4.5. Коррекция модели ионосферы при работе канала с непрерывным сигналом
4.5.1. Развитие методик коррекции модели ионосферы для работы канала
с непрерывным сигналом
4.5.2. Уточнение модели ионосферы при работе канала с непрерывным сигналом
4.5.3. Уточнение высотной формы профиля электронной концентрации в

области О ионосферы по напряжённости поля сигнала
ГЛАВА 5. УЧЁТ ТОНКОЙ СТРУКТУРЫ ИОНОСФЕРЫ В ГИБРИДНОМ МОДЕЛИРОВАНИИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН
5.1. Метод сочетания численного и аналитического решений при учёте тонкой структуры ионосферы
5.2. Оценка эффективности метода
5.3. Некоторые эффекты влияния случайных неоднородностей ионосферы на наклонное распространение декаметровых радиоволн
ГЛАВА 6. КОРРЕКЦИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТОНКОЙ СТРУКТУРЫ ИОНОСФЕРЫ ПО ХАРАКТЕРИСТИКАМ СИГНАЛА НА НАКЛОННОЙ ТРАССЕ
6.1. Методика коррекции эффективных параметров тонкой структуры ионосферы по статистическим характеристикам радиоволн в окрестности регулярной каустики
6.2. Уточнение параметров тонкой структуры ионосферы по измерениям статистических характеристик сигнала
6.3. Уточнение параметров тонкой структуры ионосферы по измерениям превышения максимально-наблюдаемых частот над максимальноприменимыми
ГЛАВА 7. КОМПЛЕКС МЕТОДИК КОРРЕКЦИИ МОДЕЛИ РАДИОКАНАЛА НА ТЕКУЩИЕ УСЛОВИЯ
7.1. Взаимосвязь методов коррекции модели радиоканала
7.2. Структура аппаратно-программного комплекса для описания текущего состояния декаметрового радиоканала
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

зволяет при необходимости оценить погрешности, вносимые исключением поперечных градиентов.
Влияние на распространение радиоволн в ионосфере магнитного поля Земли чрезвычайно усложняет расчёт траекторий сигнала и приводит к возникновению ряда новых эффектов, таких, как двойное лучепреломление, вращение плоскости поляризации исходной линейно поляризованной волны и др. При описании распространения сигнала уже не достаточно решения одного скалярного уравнения. Направление распространения сигнала (энергии, переносимой волной) и волнового вектора не совпадают. Поэтому при использовании метода характеристик необходимо численно интегрировать [40] большой набор (свыше десятка) дифференциальных уравнений, определяющих параметры сигнала в магнитоактивной ионосфере. Однако, для трасс с дальностью более 1000км показано [43,45], что можно использовать приближённый способ учёта магнитного поля Земли. Он заключается в том, что для расчёта двойного лучепреломления система интегрируемых уравнений имеет вид, как в изотропной ионосфере, но используются два значения показателя преломления, определяемые формулой Эпплтона-Хартри [38] для двух компонент поля. Такой способ позволяет рассчитать отдельно траектории сигнала для каждой компоненты, все характеристики связанные с ними (поглощение, время распространения и т.д.), и принят в данной работе. В этой связи в разделе 1.7 изложен способ пересчёта значений показателя преломления в ионосфере с учетом магнитного поля Земли, которое может быть представлено [43] в дипольном приближении.
Вместе с тем, результаты численного моделирования в ряде работ [43,52,53], многочисленные экспериментальные наблюдения ионограмм наклонного зондирования (см. например [54,55]) говорят о том, что траекторные расщепления сигнала на две магнитоионные компоненты редко проявляются на среднеширотных трассах типичной протяженности в ДКМВ-диапазоне.