Использование измерений сигналов системы GPS для обнаружения ионосферных предвестников землетрясений

• Автор: Захаренкова, Ирина Евгеньевна
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Калининград
• Количество страниц: 146 с. : ил.

Страница
Глава 1. Ретроспективный обзор основных этапов изучения ионосферных предвестников землетрясений. Электродинамическая модель литосферно-ионосферных связей
1.1. Результаты наземного радиозондирования
1.1.1. Обнаружение сейсмо-ионосферных эффектов в слое Е
1.1.2. Обнаружение сейсмо-ионосферных эффектов в слое F
1.2. Результаты спутниковых наблюдений
1.2.1. Всплески электромагнитного излучения
в УНЧ/КНЧ/ОНЧ диапазонах
1.2.2. Обнаружение модификации F слоя
1.3. Анализ основных результатов
1.4. Электродинамическая модель литосферно-ионосферных связей
Глава 2. Использование измерений сигналов GPS для обнаружения ионосферных предвестников землетрясений
2.1. Глобальная навигационная система GPS
2.1.1. Конфигурация навигационных спутников GPS
2.1.2. Виды измерений GPS сигналов
2.1.3. Пользовательский сегмент. Наземные сети двухчастотных приемников системы GPS
2.2. Методика восстановления полного электронного содержания ионосферы (ТЕС) по измерениям сигналов навигационных
спутников системы GPS
2.2.1. Одностанционная обработка GPS измерений
2.2.2. Модель для расчета ионосферной задержки
2.2.3. Многостанционная обработка GPS измерений

2.3. Методика обнаружения сейсмо-ионосферных предвестников
в вариациях полного электронного содержания
Глава 3. Результаты исследования по обнаружению ионосферных предвестников землетрясений в вариациях полного электронного содержания ионосферы
3.1. Исследование ионосферных предвестников для землетрясений Европейского региона
3.1.1. Вариации полного электронного содержания ионосферы для землетрясений Средиземноморского региона
3.1.2. Вариации полного электронного содержания ионосферы во время Калининградского землетрясения 21 сентября 2004 г
3.2. Исследование ионосферных предвестников для землетрясений
Японского региона
3.2.1. Анализ сейсмо-ионосферных вариаций в спокойных
геомагнитных условиях
3.2.2. Анализ сейсмо-ионосферных вариаций на фоне
геомагнитного возмущения
3.3. Модификация низкоширотной ионосферы перед землетрясением
в Индонезии 26 декабря 2004 г
3.4. Планетарные движения макромасштабных неоднородностей, возникающих в слое F2 ионосферы над эпицентрами сильных землетрясений,
по данным GPS измерений
Заключение
Литература

Общая характеристика работы
Актуальность проблемы. Проблема прогноза землетрясений по-прежнему остается одной из важнейших нерешенных задач современной геофизики. В свете катастрофических событий последних лет актуальность развития и совершенствования методов прогноза не уменьшается. Это касается долгосрочного, среднесрочного и, тем более, краткосрочного прогнозирования.
В настоящее время получены экспериментальные и теоретические результаты, значительно продвинувшие решение данной проблемы. Совокупный анализ результатов наблюдений позволил сделать заключение о том, что подготовка землетрясения сопровождается интенсивной активизацией различных процессов в приземных слоях атмосферы и формированием в нижней атмосфере источников, стимулирующих многочисленные плазменные и электромагнитные эффекты в ионосфере, которые можно рассматривать как предвестники и использовать их в качестве физической основы для построения новых систем прогнозирования и предупреждения землетрясений, дополняющих комплекс традиционных сейсмических, геохимических и других систем прогноза.
Идея осуществления краткосрочного прогноза разрушительных землетрясений на основе ионосферных и магнитосферных предвестников нашла свое отражение в разработке и создании специализированных проектов космического мониторинга природных катастроф “COMPASS-1” (Complex Orbital Magneto-Plasma Autonomous Small Satellite), “COMPASS-2”, (проект “Vulkan”), “Sich-1M” (проект “Variant”), “QuakeSat”, “DEMETER” (Detection of Electro-Magnetic Emissions Transmitted from Earthquake Regions), “ESPERIA” (Earthquake investigation by Satellite and Physics of the Environment Related to the Ionosphere and Atmosphere). Однако отдельные спутники способны поставлять лишь фрагментарную информацию, для осуществления мониторинга в глобальном масштабе необходимо создание многоспутниковых систем, которые в настоящий момент находятся на стадии разработки.
Поэтому сегодня развитие мониторинга ионосферных предвестников землетрясений связывается с использованием глобальной навигационной системы GPS (Global Positioning System). Система GPS является в настоящее время наиболее эффективным и перспективным средством дистанционной диагностики ионосферы из

Глава II.
Использование измерений сигналов GPS для обнаружения ионосферных предвестников землетрясений
2.1. Глобальная навигационная система GPS
2.1.1. Конфигурация навигационных спутников GPS
Глобальная спутниковая система GPS предназначена для высокоточного определения трех координат места, составляющих вектора скорости и времени различных подвижных объектов [Интерфейсный..., 1997; Hofmann-Wellenhof et al., 2001; Соловьев, 2003].
Космический сегмент образован орбитальной группировкой, номинально состоящей из 24 основных спутников и четырех резервных. Космические аппараты находятся на шести круговых орбитах высотой 20200 км, наклонением 55° и равномерно разнесенных по долготе через 60°.
На рисунке 13 представлена ориентация спутниковых орбит системы GPS относительно Земли, наблюдаемая с широты 35° и с северного (южного) полюса Земли.
|Ь '
Рис.13. Расположение орбит глобальной навигационной системы GPS, видимые с широты р