Спутниковое радиозондирование ионосферы из окрестности главного максимума концентрации электронов

• Автор: Котонаева, Надежда Геннадьевна
• Шифр специальности: 25.00.29
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 327 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Морфологический анализ ионограмм и верификация результатов эксперимента по радиозондированию с орбитального комплекса «Мир»
1.1 Математическое моделирование эксперимента по радиозондированию с орбитального комплекса «Мир»
1.1.1 Построение математической модели радиозондирования
плоскослоистой ионосферы
1.1.2 Построение математической модели радиозондирования ионосферы с
нарастающей горизонтальной концентрацией электронов
1.1.3 Математическая модель неоднородной концентрации электронов в
ионосфере, основанная на введении функции распределения концентрации электронов в ионосфере
1.2 Аппаратура для проведения эксперимента по радиозондированию модуля «Природа» ОК «Мир»
1.2.1 Аналоговые ионограммы ОК «Мир»
1.2.2 Цифровые ионограммы ОК «Мир»
1.2.3 Анализ шумов на ионограммах в цифровой записи
1.3 Полный перечень всех сеансов на ОК «Мир»
1.4 Морфологическое исследование ионограмм и принципы интерпретации
1.4.1 Терминология
1.4.2 Ионограммы с высот выше максимума слоя Б
1.4.3 Особенности ионограмм при зондировании с высот ниже максимума
слоя Е2. Задержанный нижний след
1.5 Морфологический анализ ионограмм с ЗНС из различных районов земного шара
1.5.1 Анализ времени и места регистрации ионограмм с ЗНС
1.5.2 Морфологические особенности ионограмм с ЗНС
1.6 Аппаратурная регистрация положения ионозонда относительно
максимума ионосферы. Последовательность ионограмм, пересекающих максимум
1.7 Сравнительная характеристика узловых деталей ионограмм при
зондировании со спутников на различных высотах
1.8 Верификация результатов зондирования с ОК «Мир»
1.8.1 Сравнение результатов радиозондирования ОК «Мир» с данными наземных ионосферных станций
1.8.2 Сравнение результатов радиозондирования с ОК «Мир» с данными наблюдений за спутниками системы NN
1.8.3 Сравнение результатов зондирования с ОК «Мир» с данными радара некогерентного рассеяния в г. Иркутске
1.9 Анализ геомагнитной обстановки во время проведения эксперимента по
радиозондированию на ОК «Мир»
Выводы
2 Траекторный синтез ионограмм
2.1 Начало исследования сложных ионограмм
2.2 Метод расчета траекторий, основанный на правиле Снелиуса
2.3 Методика восстановления М(Ь)-профиля по следу отражения от Земли, на
основе профиля, рассчитанного ионосферной моделью 1Ш
2.4 Траекторный синтез ионограмм на основе метода с использованием
правила Снелиуса в рамках слоистой модели ионосферы
2.5 Траекторный синтез ионограмм на основе метода с использованием
правила Снелиуса в рамках модели ионосферы, заданной функцией распределения концентрации
2.6 Метод расчета возвратных траекторий на основе метода характеристик для уравнения эйконала с описанием движения луча и волнового вектора
2.6.1 Система характеристических уравнений
2.6.2 Сравнение методов расчета для решения задачи распространения электромагнитных волн в неоднородных средах

2.6.3 Вывод системы характеристических уравнений для уравнения эйконала
2.7 Сравнение результатов расчета траектории методом характеристик и
методом, основанным на выполнении правила Снелиуса
2.8 Анализ форм траекторий радиосигналов в условиях модельной
ионосферы с горизонтальным положительным градиентом электронной плотности
2.9 Анализ горизонтальных градиентов электронной плотности, вызывающих
ЗНС на ионограммах
2.10 Методика определения направления градиента электронной концентрации
по серии ионограмм с ЗНС
2.11 Основные этапы проведения численного эксперимента по моделированию
условий возникновения ионограмм с ЗНС
Выводы
3 Поведение г-компоненты магниторасщепленного сигнала при
радиозондировании со спутника из окрестности высоты максимума электронной концентрации ионосферы
3.1 Математическое обоснование существования г - компоненты
3.2 Ранние сведения о наблюдении г - компоненты
3.3 Поведение г-компоненты в простом слое Чепмена
3.4 Поведение г-компоненты в условиях реальной ионосферы
3.5 Расчет профиля электронной концентрации по следам отражения о- и г-
компоненты от ионосферы
3.6 Некоторые замечания о погрешности расчетов/(Т^-профиля
3.7 Восстановление Щг)-профиля в условиях неполной информации
Выводы
4 Исследование экваториальной ионосферы с высот из окрестности максимума электронной концентрации

С аналогового выхода ионозонда сигнал идет двумя путями: во-первых, через многочисленные кабели и согласующие устройства на ТМ-передатчик 137. По этому пути сигнал гасится с 6 В до сотен мВ и на него накладываются шумы от работающих в это время источников радиоизлучения ОК, кроме того в аналоговом кадре ионозонда сбрасываемом на Землю по научной телеметрии (ТМ) (137 МГц) был потерян кадровый синхроимпульс. Это обуславливало наличие шумов на аналоговых ионограммах на приемных наземных станциях. Во-вторых, через цепи согласования на АЦП (кодирующее устройство - КУ) ионозонда, далее через кабели и дополнительные устройства цифровой сигнал подают на передатчик штатной ТМ, на регистратор и бортовое запоминающее устройство. Все перечисленные устройства наводили дополнительные шумовые сигналы на цифровые ионограммы.
На рисунке 1.7 представлены соответствующие ионограммы, сохраненные в цифровом режиме и аналоговом на ИС г. Ростов-на-Дону. Сопоставляя их, можно сделать вывод о том, что шумовой характер свойственен в основном ионограммам в цифровой записи.
Аналогичная картина наблюдается и на ионограммах, представленных на рисунке 1.8 полученных по ТМ 137 МГц на ИС С1шп£-1Л.
Следовательно, шумы обусловлены, в большей степени не физическими (ионосферными) условиями проведения эксперимента на низколетящем ОК, а технической цепью приборов на аналоговом выходе ионозонда.