авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Исследование влияния широкополосного солнечного радиоизлучения и ионосферных неоднородностей на распространение и прием сигналов gps

Российская академия наук

Сибирское отделение

Учреждение российской академии наук

Институт солнечно-земной физики СО РАН

На правах рукописи

УДК 550.388.2

Ишин Артём Борисович

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ШИРОКОПОЛОСНОГО СОЛНЕЧНОГО

РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ И ИОНОСФЕРНЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ

НА РАСПРОСТРАНЕНИЕ И ПРИЕМ СИГНАЛОВ GPS

Специальность 01.04.03 – радиофизика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Иркутск – 2010 1

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской академии наук

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук профессор Афраймович Эдуард Леонтьевич Научные консультанты:

доктор технических наук профессор Смольков Геннадий Яковлевич кандидат физико-математических наук Перевалова Наталья Петровна

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук профессор Куницын Вячеслав Евгеньевич, Московский государственный университет доктор физико-математических наук профессор Афанасьев Николай Тихонович, Иркутский государственный университет

Ведущая организация:

Учреждение Российской академии наук Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН

Защита состоится « » сентября 2010 г. в « » ч на заседании диссертационно го совета Д 003.034.01 при Учреждении Российской академии наук Институте сол нечно-земной физики СО РАН (664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 126 а, а/я ИСЗФ СО РАН).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения Российской академии наук Института солнечно-земной физики СО РАН

Автореферат разослан « » июля 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат физико-математических наук Поляков В.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Спутниковые радиотехнические системы активно используются в различных сферах человеческой деятельности. Современные средства спутниковой навигации и связи, в том числе глобальные навигационные системы GPS, ГЛОНАСС, работают на частотах дециметрового диапазона. В результате проведенных в последнее деся тилетие исследований стало ясно, что на распространение радиоволн этого диапазо на существенное влияние оказывает состояние околоземного космического про странства (ОКП): возмущения на Солнце и в магнитном поле Земли, регулярная структура и динамика ионосферы, неоднородности ионосферной плазмы. В связи с этим проблемы воздействия различных факторов ОКП на функционирование спут никовых радиотехнических систем находятся сейчас в центре внимания научной общественности.

Известно, что на эффективность работы GPS оказывают значительное влияние ионосферные неоднородности, вызывающие искажение сигнала GPS [1]. Падение уровня сигнала вследствие рассеяния приводит к уменьшению отношения сиг нал/шум, а следовательно, к срывам сопровождения фазы несущей частоты и невоз можности высокоточного позиционирования. Считалось, что такие явления типич ны для экваториальной и авроральной областей, а во время главной фазы магнитных бурь и для среднеширотных регионов [2, 3]. Однако анализ сбоев функционирова ния системы GPS на плотных сетях станций позволил определить авторам [4], что и в спокойных геомагнитных условиях возможны серьезные нарушения функциони рования системы, вызванные крупномасштабными неоднородностями, даже на средних широтах. В статье [4] сообщается о регистрации многочисленных сбоев со провождения сигналов на вспомогательной частоте f2 системы GPS. В это же время наблюдались большие временные градиенты полного электронного содержания (ПЭС). Авторы [4] считают, что это показательный пример проявления так называе мых ионосферных пузырей (super bubbles) – вытянутых вдоль магнитного поля Зем ли областей пониженной электронной концентрации. Однако если крупномасштаб ная неоднородность ионосферной плазмы вытянута вдоль магнитного поля (будем называть ее «магнитно-ориентированная неоднородность»), то лучи проходящие че рез эту неоднородность вдоль, под углом и перпендикулярно магнитному полю бу дут распространяться в принципиально различных условиях, и у них должны на блюдаться разные искажения. Соответственно, стабильность приема сигнала в сис теме GPS для лучей разной ориентации будет различной. Однако этот вопрос до сих пор подробно не исследовался. Поэтому изучение влияния ориентации луча «спут ник–приемник» относительно магнитного поля на плотность сбоев в системе GPS является актуальной задачей. Детальный анализ зависимости плотности фазовых сбоев от угла между лучом «спутник–приемник» и направлением магнитного поля стал доступен после создания плотных региональных сетей приемников GPS, на пример японской сети GEONET, начитывающей более 1200 станций.

Причиной срыва фазы несущей навигационного сигнала может стать не только уменьшение уровня сигнала, но и увеличение фонового уровня шумов из-за различных факторов. Такими факторами могут выступать всплески радиоизлучения, во время вспышек на Солнце. Следует отметить, что при разработке спутниковых радионавига ционных систем GPS и ГЛОНАСС, помехи от солнечного радиоизлучения вообще не рассматривались как потенциальный источник снижения надежности приема сигнала.

Так, в разделе «Помехозащищенность и электромагнитная совместимость СРНС» в монографии-справочнике [5] среди множества источников помех солнечное радиоиз лучение не упоминается. 6 декабря 2006 г. на Солнце произошла вспышка класса X6.5.



Усиление потока широкополосного солнечного радиоизлучения, последовавшее за этой вспышкой, превысило по интенсивности радиовсплески всех известных до сих пор вспышек как минимум на два порядка. Это привело к сбоям в работе спутниковых радиосистем, в том числе навигационной системы GPS [6]. Чтобы оценить масштаб поражения всей системы GPS-позиционирования, был необходим детальный анализ влияния вспышки 6 декабря 2006 г. на функционирование GPS в глобальном мас штабе. Сделать это позволили общедоступные данные мировой сети станций GPS.

Таким образом, исследование влияния различных факторов, таких как широко полосное радиоизлучение Солнца, неоднородности ионосферной плазмы, геомаг нитная возмущенность, геомагнитная широта, на распространение и прием сигналов GPS является очень актуальным.

Предметом исследования в настоящей диссертации являются сбои сопрово ждения фазы несущей частоты сигнала GPS, вызванные мощным радиоизлучением Солнца и магнитно-ориентированными ионосферными неоднородностями, проана лизированные на обширном статистическом материале.

Цель работы: исследование влияния мощных всплесков солнечного радиоиз лучения и ионосферных неоднородностей на распространение и прием сигнала GPS на основе анализа сбоев сопровождения фазы;

исследование морфологии относи тельных ионосферных вариаций полного электронного содержания, потенциально приводящих к срывам сопровождения сигнала в системе GPS.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. разработка методов, алгоритмов и программ для обработки большого масси ва данных приемников GPS с целью анализа сбоев сопровождения фазы несущей частоты радиосигнала «спутник–приемник» GPS;

2. создание специализированной базы данных глобальной сети приемников GPS, необходимой для изучения сбоев GPS и зависимости относительной амплиту ды вариаций ПЭС от геомагнитной широты;

3. исследование зависимости относительной амплитуды вариаций ПЭС от гео магнитной широты при разных уровнях геомагнитной возмущенности;

4. исследование зависимости количества сбоев сопровождения фазы несущей частоты радиосигнала GPS от взаимного расположения луча «спутник–приемник» и направления магнитного поля на высоте ионосферы в присутствии крупномасштаб ных ионосферных неоднородностей;

5. анализ зависимости сбоев сопровождения фазы несущей частоты радиосиг нала «спутник-приемник» GPS от интенсивности широкополосного солнечного ра диоизлучения;

6. сравнение надежности работы во время всплесков солнечного радиоизлуче ния систем GPS и ГЛОНАСС.

Научная новизна исследования 1. Впервые по данным большого количества приемников получено статистиче ски значимое экспериментальное свидетельство того, что во время наиболее силь ных всплесков солнечного радиоизлучения GPS-позиционирование на освещенной стороне Земли временно парализуется. Установлено, что ГЛОНАСС подвержена сбоям в меньшей степени. Показано, что высокий уровень фазовых сбоев на одной или двух частотах вызван влиянием аддитивного шума солнечного радиоизлучения.

2. Впервые по данным плотной сети станций GPS показано, что существенное увеличение количества сбоев сопровождения фазы несущей частоты в системе GPS наблюдается в присутствии крупномасштабных ионосферных неоднородностей при распространении радиосигнала под углами ~0 и ~90° с магнитным полем Земли.

3. На основе анализа взаимного расположения луча «спутник-приемник» и на правления магнитного поля на высоте ионосферы предложен метод выбора спутни ков, для минимизации возможности сбоев высокоточных фазовых измерений коор динат систем GPS/ГЛОНАСС.

Достоверность результатов, представленных в диссертации, обусловлена ис пользованием физически обоснованных методов анализа данных, современной мо дели магнитного поля Земли IGRF и представительной статистикой эксперимен тальных данных GPS. Результаты работы находятся в качественном согласии с ре зультатами исследований, опубликованных ранее другими авторами.

Практическая ценность работы Полученные результаты и разработанные в диссертации методы могут быть ис пользованы для корректировки алгоритмов выбора спутников в системах GPS и ГЛОНАСС, принятия мер по повышению их помехозащищенности в целях увеличе ния надежности этих систем, а также для развития методов прогнозирования оши бок позиционирования в глобальных навигационных спутниковых системах.

Личный вклад автора Основные результаты диссертации являются оригинальными и получены либо лично автором, либо при его непосредственном участии.

Автору принадлежат:

1. исследование относительной амплитуды вариаций ПЭС в зависимости от геомагнитной широты в различных геомагнитных условиях;

2. исследование влияния магнитно-ориентированных неоднородностей ионосфер ной плазмы над территорией Японии на функционирование региональной сети стан ций GPS;

3. комплексное исследование нарушений функционирования системы GPS, вы званных всплесками широкополосного радиоизлучения во время солнечных вспы шек. Сравнение устойчивости двух навигационных систем (GPS и ГЛОНАСС) к широкополосному солнечному радиоизлучению;

4. усовершенствование программного комплекса для обработки большого мас сива данных приемников GPS, а также разработка пакета программ для визуализа ции и исследования сбоев определения навигационных параметров в системе GPS, вызванных ионосферными неоднородностями, вытянутыми вдоль магнитного поля;

5. создание специализированной базы данных мировой сети приемников GPS.

Апробация работы Основные результаты и выводы, приведенные в диссертации, докладывались и обсуждались на Международной Байкальской молодежной научной школе по фун даментальной физике, БШФФ-2009, Иркутск;

International conference AIS-2008:

Atmosphere, ionosphere, safety, 2008, Калининград;

XXII Всероссийской конферен ции «Распространение радиоволн», п. Лоо, Краснодарский край, 2008;

37th COSPAR Scientific Assembly, Montreal, Canada, 2008;

URSI General Assembly, Chicago, USA, 2008;

EGU General Assembly, Vienna, Austria, 2008;

XV International Symposium «Atmospheric and Ocean Optics. Atmospheric Physics», Красноярск, 2008;

12th Ionospheric Effects Symposium, Alexandria, USA, 2008;

VI Международной научно практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких тех нологий в промышленности», Санкт-Петербург, 2008;

IV Всероссийской научной школе и конференции «Радиофизические методы в дистанционном зондировании сред», Муром, 2009;

The IX Russian-Chinese Workshop on Space Weather, Irkutsk, 2009;

Международной конференции «Солнечно-земная физика», Иркутск, 2010;

се минарах отдела 1.00 ИСЗФ СО РАН.

Публикации По теме диссертации опубликовано 17 научных работ, включающих 3 публика ции в изданиях, рекомендованных ВАК: «Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics», «Космические исследования», «Геомагнетизм и аэрономия».





Основные положения, выносимые на защиту 1. Получено экспериментальное доказательство ухудшения качества функцио нирования системы GPS, вызванного мощными потоками широкополосного радио излучения Солнца во время вспышек. Показано, что система ГЛОНАСС характери зуется более высокой устойчивостью работы, чем GPS в аналогичных условиях.

2. Экспериментально установлено увеличение плотности сбоев сопровождения фазы вспомогательной частоты приемниками GPS при распространении радиосигна ла вдоль и поперек магнитного поля в присутствии неоднородностей ионосферной плазмы на средних широтах. При распространении сигнала вдоль магнитно-силовой линии в присутствии неоднородностей электронной концентрации для отдельных спутников доля приемников, не принимающих сигнал, может превышать 30 %.

3. На большом статистическом материале подтверждена зависимость относитель ной амплитуды вариаций ПЭС от геомагнитной широты и возмущенности. В обоих полушариях наблюдается линейный рост средней относительной амплитуды вариа ций ПЭС в 1.5 раза в области геомагнитных широт 30–63°. На более высоких широ тах (63–75°) регистрируется резкий рост амплитуды в 10 раз. В возмущенных гео магнитных условиях происходит смещение границ указанных областей в экватори альном направлении (с 63 до 55° и с 75 до 70° соответственно), а также общее уве личение амплитуды в 1.4 раза.

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитируе мой литературы, содержащего 80 ссылок. Общий объем диссертации 107 страниц, включая 28 рисунков.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении приведена общая характеристика работы, отражена ее актуаль ность, сформулированы цели диссертации и решаемые задачи, приведено краткое содержание диссертации.

В Первой главе даны общие сведения о глобальной радионавигационной сис теме GPS, а также о мировой и региональных сетях станций двухчастотных прием ников GPS. Обсуждается современное состояние работ по использованию глобаль ных навигационных спутниковых систем в качестве инструмента для исследования околоземного пространства. Изложен метод определения полного электронного со держания (ПЭС) по данным двухчастотных фазовых измерений в системе GPS. Дано описание технологии построения глобальных карт абсолютного «вертикального» ПЭС (GIM-карт) по данным международной сети GPS-станций. Приведены сведения о меж дународной справочной модели магнитного поля Земли (IGRF-10).

Во Второй главе представлены результаты исследования относительной ам плитуды вариаций ПЭС. Исследования проводились на основе анализа временных рядов вариаций ПЭС, полученных по данным станций GPS с разрешением 30 с. В работе использовались находящиеся в свободном доступе данные станций GPS по всему миру [7].

Методы вычисления вертикального ПЭС I(t) по фазовым измерениям GPS и расчет относительной амплитуды dI/I детально описаны в [1, 5]. Относительная ам плитуда dI/I определялась путем нормировки величины среднеквадратичного откло нения отфильтрованного в заданном диапазоне периодов ряда dI(t) на фоновое зна чение I0. В качестве I0 использовалось значение вертикального ПЭС, полученное с двухчасовым временным разрешением по глобальным картам ПЭС в формате IONEX [1]. Всего за сутки усреднение проводилось для 22 интервалов времени дли тельностью 2.3 часа. При среднем числе станций GPS около 500 и не менее 5 одновре менно наблюдаемых каждой станцией спутников GPS среднее число рядов вариаций ПЭС с хорошим качеством данных за сутки составляло не менее 18000. Всего было проанализировано 110 суток за различные сезоны 2004–2009 гг., или 2·106 рядов.

На рис. 1 представлена зависимость относительной амплитуды вариаций ПЭС от геомагнитной широты для двух диапазонов периодов: 2–10 мин и 20–60 мин.

Средняя амплитуда вариаций с периодами 20–60 мин на всех геомагнитных широ тах в 3-4 раза выше, чем вариаций с периодами 2–10 мин.

dI/I, % dI/I, % б а 0Kp 0Kp9 20–60 мин 2–10 мин Геомагнитная широта, ° Геомагнитная широта, ° Рис. 1. Зависимость относительной амплитуды вариаций полного электронного содержания от геомагнитной широты для двух диапазонов периодов фильтрации.

Установлено, что в обоих диапазонах периодов (2–10 мин и 20–60 мин), начи ная с 50° северной и южной широты, наблюдается заметный рост средней относи тельной амплитуды вариаций ПЭС с увеличением широты. С одной стороны, это связано с приближением к авроральному овалу, где имеет место повышенный уро вень возмущенности ионосферы. С другой стороны, это вызвано уменьшением об щего уровня ПЭС при увеличении широты по сравнению с уровнем ПЭС на средних широтах, что ведет к увеличению относительной амплитуды вариаций.

Для более детального рассмотрения был выбран регион Северной Америки как обладающий достаточно плотной сетью приемников GPS. Американская сеть охва тывает значительную пространственную область, в отличие, например, от Японской региональной сети GEONET, что позволяет более качественно рассмотреть особен ности распределения относительной амплитуды вариаций в зависимости от геомаг нитной широты. Зависимость средней относительной амплитуды вариаций ПЭС от геомагнитной широты рассматривалась для трех уровней геомагнитной возмущен ности (Kp3, 3Kp6, Kp6). Карты распределения интенсивности относительных 20–60 минутных вариаций ПЭС для спокойной (Kp3) и возмущенной (Kp6) ионо сферы представлены на рис. 2. Наблюдается рост средней относительной амплитуды вариаций ПЭС с увеличением геомагнитной широты.

Рис. 2. Карта средней амплитуды относительных вариаций ПЭС периодов 20–60 мин над территорией Северной Америки для 37 дней с Kp3 (а) и для дня Kp6 (б).

Зависимости относительной амплитуды вариаций ПЭС от геомагнитной ши роты в разных геомагнитных условиях для региона Северной Америки представ лены на рис. 3. Приведены данные для двух диапазонов периодов фильтрации:

2–10 мин, 20–60 мин.

При низком уровне геомагнитной активности (Kp3) на геомагнитных широтах с 30 до 62° наблюдается линейное увеличение dI/I в полтора раза. С 63° геомагнит ной широты до 70–75° геомагнитной широты происходит резкое увеличение dI/I в ~10 раз. Начиная с 70–75° геомагнитной широты и до полюса расположена область, где рост амплитуды dI/I прекращается (область «плато насыщения», область В).

При среднем уровне геомагнитной возмущенности (3Kp6) наблюдается схо жая картина, но с общим увеличением интенсивности и разброса dI/I. Северная гра ница области линейного увеличения dI/I (пунктирная линия А) смещается с 63 до 57° геомагнитной широты. Аналогично резкое увеличение dI/I и «плато насыщения»

начинаются на более низких широтах. Амплитуда dI/I в области «плато насыщения»

в этом случае в 1.4 раза больше, чем в случае 0Kp3.

При Kp6 наблюдается дальнейшее смещение наблюдаемых эффектов в южном направлении при общем увеличении амплитуды относительных вариаций в 1.4 раза.

Так, линейное увеличение наблюдается только до 53°, а интенсивности, характер ные для «плато насыщения» (область В) при этих геомагнитных условиях, наблю даются уже на 65°. Смещение эффекта в южном направлении, скорее всего, связано с расширением авроральной области на средние широты.

dI/I, % dI/I, % dI/I, % б а в 6Kp 0Kp 0Kp 2–10 мин 2–10 мин 2–10 мин dI/I, % dI/I, % dI/I, % г е д 0Kp3 3Kp6 6Kp 20–60 мин 20–60 мин 20–60 мин Рис. 3. Зависимость относительной амплитуды вариаций ПЭС от геомагнитной широты для трех уровней геомагнитной возмущенности и двух диапазонов перио дов фильтрации.

Для всех уровней геомагнитной возмущенности, наблюдается некоторое увеличе ние амплитуды вариаций dI/I с периодами 20–60 мин, при приближении к экватору (область Б). Этот эффект, возможно, связан с неустойчивостями, возникающими на резких градиентах электронной концентрации в гребнях экваториальной аномалии.

Таким образом, на основе большого статистического материала определены широтные границы областей характерного поведения относительной амплитуды ва риаций ПЭС в различных геомагнитных условиях.

В третьей главе представлены результаты исследования нарушений функцио нирования системы GPS вследствие воздействия ионосферных неоднородностей на трансионосферный сигнал. Интенсивные мелкомасштабные ионосферные неодно родности, входящие в состав крупномасштабных, могут приводить к сильным ам плитудным и фазовым мерцаниям сигнала GPS, вызывая потерю фазы сигнала и приводя к невозможности осуществления высокоточной навигации [8, 9]. Размер та ких неоднородностей имеет порядок первой зоны Френеля, что соответствует 150– 300 м на высоте ионосферы для частот GPS f1=1575.25 МГц, f2=1227.2 МГц. В главе приведены методы и результаты детектирования эффектов крупномасштабного плазменного пузыря (super bubble), зарегистрированного 12 февраля 2000 г. над Япо нией. Впервые пузырь был обнаружен по градиентам ПЭС на основе данных станций GPS авторами [4]. Считается, что такие пузыри вытянуты вдоль магнитного поля [10, 11], поэтому искажение лучей, проходящих через эту область ионосферы, может наблюдаться при асимметрии относительно направления, при котором на правление луча «спутник–приемник» совпадает с направлением магнитного поля. В качестве экспериментальных данных в диссертации использовались измерения ре гиональной японской сети GPS GEONET [12], состоявшей в 2000 г. более чем из 1200 станций. Анализ геомагнитной обстановки за 12 февраля не выявил каких-либо сильных геомагнитных возмущений, которые могли генерировать крупномасштаб ные образования. Ионосфера в исследуемый день была на фазе восстановления по сле небольшой магнитной бури. Значение Dst не опускалось ниже –40 нТл. Индекс Kp менялся в пределах от 1 до 3.

На рис. 4 представлена зависимость от времени количества приемников N(t), на которых наблюдались срывы сопровождения фазы на несущей частоте f2 (вспомога тельная частота), для всех спутников 12 февраля 2000 г. Как можно видеть, в этот день сбои сопровождения фазы сигнала частоты f2 наблюдались практически посто янно. Однако примерно в 11–13 ч количество приемников, зарегистрировавших сбой f2, увеличивается в несколько раз. Согласно [4], как раз в это время регистри руется super bubble.

В каждый конкретный момент времени определенный процент функциони рующих приемников не принимает сигнал от выбранного спутника GPS. Сбой со провождения фазы несущей частоты может происходить из-за различных «случай ных» причин (сбой в аппаратуре приемника, внезапное отключение электричества, пролетающий самолет и т. д.). Будем считать, что процент этих «случайных» сбоев со временем остается, во-первых, не очень большим, во-вторых, в достаточной сте пени постоянным.

N(t) Рис. 4. Зависимость от времени числа приемников, регистрировавших сбои сопро вождения фазы вспомогательной частоты f2 GPS, для всех спутников 12 февраля 2000 г.

Зависимость количества сбоев от угла между лучом «спутник–приемник» и магнитным полем в ионосфере представлена на рис. 5 серой линией. Число сбоев растет при приближении к 0 и 90°. Однако общее количество измерений для раз личных углов различно. Например, для вблизи 0° наблюдений было в несколько раз меньше, чем для вблизи 65° (рис. 5, черная пунктирная линия). Для того, чтобы составить адекватную картину сбоев, необходимо было провести нормировку ре зультатов и вычислить относительное количество сбоев P()=100N()/S() в процен тах для каждого угла.

12 февраля 2000 г., все спутники P(), % S() N() Рис. 5. Зависимость количества наблюдений S (штриховая кривая), количества сбоев N (серая кривая) и относительного количества сбоев P (черная кривая) от угла.

Относительное количество сбоев в % приведено на рис. 5 черной сплошной ли нией. Видно, что при вблизи 0° наблюдается увеличение количества сбоев для всех приемников и всех спутников до 7 %. Для вблизи 90° эта величина составляет только 1.5 %. Тем не менее принципиально, что увеличение плотности сбоев наблю дается как в области углов ~0°, так и ~90°.

На рис. 6 представлена зависимость количества приемников N(t), на которых наблюдались срывы сопровождения фазы на несущей частоте f2, от времени, для че тырех выбранных спутников.

N(t) (PRN 7, 13, 24) N(t) (PRN 16) Рис. 6. Зависимость количества приемников, на которых регистрировались сбои определения фазы вспомогательной частоты f2 GPS, от времени для отдельных спутников.

Для спутника PRN 13 количество не принимающих его сигнал приемников на протяжении получаса (12:10–12:40) составляло более 200, для спутника PRN больше 17 % приемников не принимали сигнал на частоте f2. Для других спутников количество приемников, на которых регистрировались сбои частоты f2, тоже было значительным (рис. 6).

На рис. 7 представлены траектории выбранных спутников в координатах угол места – азимут. Для каждого из четырех спутников выделены участки траектории с 11:00 до 14:00 UT. Именно в это время наблюдалось максимальное количество сбоев.

Указанные участки проходят вблизи областей, где луч «спутник–приемник» проходит на высоте 350 км параллельно магнитной силовой линии либо перпендикулярно ей.

Рис. 7. Траектории четырех спутников в координатах угол места – азимут. Се рые области – области параллельности (0°10°) и перпендикулярности (85°90°) луча «спутник–приемник» и вектора магнитного поля Земли на высоте ионосферы. Утолщенные участки траекторий – положение спутников с 11:00 до 14:00. Траектории построены для средней части Японии.

Зависимость количества сбоев от угла между направлением луча «спутник– приемник» и вектором магнитного поля Земли на высоте ионосферы, для сети GEONET представлена на рис. 8. Максимальный процент сбоев (до 33 %) наблюда ется именно для тех спутников, траектории радиосигналов от которых проходят вдоль магнитной силовой линии. Усиление плотности сбоев наблюдается также для спутников с направлением распространения радиосигнала поперёк магнитной сило вой линии, но в количестве в несколько раз меньшем (3–6 %).

При определении общей статистики сбоев использовались данные для всех спутников. Нужно учитывать, что только небольшая часть траекторий проходит в той части небосвода, для которой выполняется условие параллельности луча «спут ник–приемник» с магнитной силовой линией на высоте ионосферы. Однако общая статистика дает нам наибольшее количество сбоев сопровождения фазы несущей частоты в приемниках именно для этой области.

Таким образом, впервые по данным плотной сети станций GPS показано, что увеличение сбоев сопровождения фазы несущей трансионосферного радиосигнала происходит при его распространении параллельно магнитной силовой линии, а так же на углах, близких к 90°. Плотность сбоев при распространении вдоль магнитной силовой линии значительно больше, чем поперек. Для отдельного спутника относи тельное количество не принимающих сигнал приемников в отдельные моменты времени может превышать 30 %, что совершено недопустимо для стабильной рабо ты GPS. Общее количество станций GPS, для которых имеет место срыв сопровож дения фазы при распространении радиосигнала вдоль магнитной силовой линии, может достигать 7–8 %.

Необходимо, чтобы каждый приемник при выборе спутников для определения своего местоположения учитывал возможные сбои, которые могут возникнуть для спутников с «неблагоприятным» положением в пространстве относительно магнит ного поля.

12 февраля 2000 г.

11:00–14:00 UT P(), % Рис. 8. Зависимость относительного количества сбоев P() от угла для вы бранных спутников GPS.

Четвертая глава посвящена исследованию нарушения функционирования спутниковых навигационных систем GPS/ГЛОНАСС во время мощных радиовспле сков, которые сопровождают солнечные вспышки [13].

В этой главе приведены результаты анализа сбоев функционирования GPS во время вспышек 6 декабря 2006 г. и 13 декабря 2006 г. в сравнении с картиной сбоев вспышки 28 октября 2003 г.

Для количественной оценки степени воздействия солнечного радиоизлучения на функционирование приемников GPS использовались различные критерии. Преж де всего, по методике [3] фиксировались сбои разности фаз двухчастотного режима, вызванные срывом сопровождения фазы на частоте f2. Для этой цели регистрирова лись ряды разности фаз длительностью около 4-5 ч. В этом случае результатом пер вичной обработки файлов данных является количество сбоев разности фаз в вы бранный единичный интервал времени dT=5 мин, а также соответствующее количе ство наблюдений, необходимое для нормировки данных. Эти данные для каждого спутника GPS затем усреднялись по всем выбранным станциям, что позволило вы числить среднюю плотность наблюдений R(t) и среднюю плотность сбоев S(t) для всех n рядов. Далее вычислялась средняя относительная плотность сбоев P(t)=S(t)/R(t) (%) и определялось максимальное значение Pmax (%). Если очередная эпоха (30-секундный отсчет) в RINEX-файле была пропущена, число сбоев прирав нивалось числу ожидаемых наблюдений, так что относительная плотность сбоев становилась равной 100 %.

Сбои L1–L2 (фазовые измерения на первой и второй частоте) означают невоз можность высокоточного позиционирования в двухчастотном режиме;

при этом ос тается возможность определения координат с худшей точностью в одночастотном режиме (L1). Однако позиционирование вообще невозможно, если не регистрируется сигнал ни на одной из частот GPS. Отсутствие сигнала на обеих частотах носит на звание «пропуск отсчета».

Для оценки вероятности таких сбоев для всех рядов, содержащих сбои со провождения фазы f2, определялось для каждого спутника относительное число пропущенных отсчетов N(t) измерений за данный 30-секундный интервал време ни, по отношению к общему числу M(t) отсчетов, которые соответствуют задан ному интервалу, для всех приемников: W(t)=N(t)/M(t) (%), а также соответствую щее максимальное значение Wmax (%). Временное разрешение зависимости W(t) равно 30 с, что позволило провести детальное сравнение с временной зависимо стью потока солнечного радиоизлучения.

На рис. 9 представлены зависимости P(t) во время вспышки 6 декабря 2006 г. для дневной стороны Земли, полученные для n=12793 рядов разности фаз, для всех наблю даемых в данном интервале времени спутника GPS при ограничении угла места 10° и 40°.

а f, МГц б P(t), % в Рис. 9. Спектр радиоизлучения в диапазоне 1.2–2.0 ГГц на солнечном спектрогра фе OVSA (а). Относительная плотность фазовых сбоев P(t) для всех видимых спутни ков GPS и углов места 10° и 40° на освещенной и для 10° на неосвещенной стороне Земли (б, тонкая, толстая и штриховая линии соответственно). Зависимость уровня сигнала GPS от угла места и мощности передатчика спутника (в).

Значительное превышение фонового уровня P(t)0.5 %, характерного для сла бовозмущенной ионосферы [3] (Kp4), наблюдается 6 декабря 2006 г. в интервале времени 19:15–19:45 UT, соответствующем резкому увеличению потока радиоизлу чения Солнца в диапазоне частот GPS (рис. 9, а). Максимальное значение средней относительной плотности сбоев Pmax=18.6 % в 30–40 раз превышает фоновое значе ние P(t). В то же время средняя относительная плотность сбоев на ночной стороне Земли (n=3521) близка к фоновому значению (штриховая линия).

Свидетельства ухудшения качества функционирования GPS получены и при оценке средней относительной плотности сбоев для отдельных спутников GPS. На рис. 10, а за висимости P(t) даны для некоторых спутников в интервале времени 19:15–19:45 UT.

а L1C/N0 (dB ГГц) P(t), % б в W(t), % г W(t), % д f, ГГц Рис. 10. Фазовые сбои и пропуски отсчетов для различных спутников GPS во вре мя вспышки 6 декабря 2006 г. (а, в, г). Спектр радиоизлучения в диапазоне 1.2–2.0 ГГц, зарегистрированный на солнечном спектрографе OVSA (д). Отношение сигнал/шум на основной частоте GPS f1 (б) по данным специализированного приемника GPS, предназначенного для регистрации мерцаний сигналов GPS (из статьи [6]).

Как можно убедиться, максимальные значения Pmax могут достигать 80 % (PRN28) и даже 100 % (PRN24), в то время как для спутников PRN09 и PRN26 зна чения Pmax=30 % и Pmax=13.7 %. Для всех наблюдаемых спутников была получена величина Pmax=18.6 %. Это различие качественно свидетельствует о том, что эффек тивная мощность передатчиков отдельных спутников GPS отличается более чем в 2–5 раз. Временное разрешение, с которым получены ряды P(t), оказалось недоста точным, чтобы отобразить тонкую временную структуру спектра радиоизлучения (рис. 10, д), зарегистрированного с разрешением не хуже 1 с. Тем не менее, можно отметить совпадение формы всплеска фазовых сбоев (рис. 10, а) с огибающей потока радиоизлучения.

Аналогичное соотношение для средней плотности фазовых сбоев GPS на дневной и ночной стороне получено и при ограничении угла места 40° (рис. 9, б). Однако, как и ожидалось, для высоких углов места луча на спутник вероятность сбоев на осве щенной стороне оказалась на порядок ниже, чем для низких углов (рис. 9, б, тонкая ли ния, n=12929 рядов).

Оценки максимальной плотности сбоев для отдельных спутников получены при большом усреднении (порядка 400 станций). Это означает, что в течение почти 10 мин большая часть приемных станций в освещенной зоне не могла обеспечить высоко точные навигационные определения, для которых необходимы непрерывные данные запаздывания сигналов GPS одновременно на обеих частотах f1 и f2.

Зависимости относительного числа пропущенных 30-секундных отсчетов W(t) для выбранных спутников GPS во время вспышки 6 декабря 2006 г. представлены на рис.10, в, г. Вертикальными штрихами отмечены моменты времени T1, T2, T3, когда наблюдались мощные всплески радиоизлучения, зафиксированные спектрографом OVSA (рис. 10, д). Именно в эти моменты времени наблюдались максимумы плот ности пропусков отчетов.

а P(t), % б P(t), % в W(t), % г W(t), % F(t), s.f.u.

д Рис. 11. Фазовые сбои (а, б) и пропуски отсчетов (в, г) для различных спутни ков GPS во время вспышки 13 декабря 2006 г. Поток солнечного радиоизлучения на частоте 1415 МГц, зарегистрированный на спектрографе Learmonth (д).

Зависимости сбоев и пропусков отчетов для отдельных спутников GPS во вре мя двух основных интервалов времени A и B 13 декабря 2006 г., когда было зафик сировано мощное радиоизлучение, представлены на рис. 11. На рисунке 11, (а, б) зави симости P(t) даны для всех наблюдаемых спутников в интервале времени 02:15–03: UT. Как можно убедиться, максимальные значения Pmax во время всплеска B с 03: до 03:37 UT достигали 35 % и даже 49 % (PRN16 и PRN13). В этом случае можно отметить совпадение формы всплеска фазовых сбоев с огибающей потока радиоиз лучения (рис. 11, д). Аналогичные совпадения можно видеть и для пропусков отсче тов сигналов различных спутников (рис. 11, в, г).

Проведено сравнение статистики фазовых сбоев в системе GPS во время мощного радиовсплеска 6 декабря 2006 г. с аналогичными данными для вспышки 28 октября 2003 г., для которой уровень солнечного радиоизлучения не превышал 6·103 s.f.u. (solar flux unit – единица потока солнечного радиоизлучения), т. е. был в 100 раз меньше, чем 6 декабря 2006 г. (рис. 12).

На рис. 12, г жирной линией показана зависимость P(t) для дневной стороны Зем ли, полученная для n=2452 пролетов спутников, для всех наблюдаемых в данном ин тервале времени спутников GPS при ограничении угла места 10°. Несмотря на то, что уровень радиоизлучения для этой вспышки на 2 порядка ниже «сверхвсплеска»

6 декабря 2006 г., и в этом случае уровень сбоев, достигший максимального значения Pmax=1.66 % для всех спутников, в 3 раза превысил фон. Средняя плотность сбоев на ночной стороне Земли (n=12070, тонкая линия) не превысила фонового значения. Фор ма всплеска фазовых сбоев на дневной стороне совпадает с огибающей потока радио излучения, зарегистрированного на радиоспектрографе TRST в Триесте (рис. 12, д).

а P(t), % б P(t), % в P(t), % P(t), % г д F(t), s.f.u.

Рис. 12. Фазовые сбои для различных спутников GPS во время вспышки 28 ок тября 2003 г. (а, б, в);

для всех спутников на освещенной и темной сторонах Земли (г). Поток солнечного радиоизлучения на частоте 1420 МГц, зарегистрированный на спектрографе TRST (д).

Полученные для всех спутников результаты более четко прослеживаются при оценке средней относительной плотности сбоев для отдельных спутников GPS. На рис. 12, а–в зависимости P(t) даны для выбранных спутников в интервале времени 10:00–12:00 UT. Максимальные значения Pmax могут достигать 10.2 % (PRN18) и 11.1 % (PRN05). Необходимо отметить, что и для этой вспышки вероятность сбоев убывает и возрастает синхронно с изменениями интенсивности радиоизлучения.

На рис. 9, в дана качественная иллюстрация механизма фазовых сбоев в системах GPS/ГЛОНАСС во время вспышки. Кривыми 1, 2, 3 отмечены зависимости уровня сигнала GPS или ГЛОНАСС от значения угла места луча на спутник для передатчи ков с различной эффективной мощностью. Монотонное уменьшение уровня сигнала связано с увеличением расстояния между спутником и приемником. В обычных усло виях в результате корреляционной обработки широкополосного сигнала в приемнике уровень аддитивного шума на ~ 40 дБ ниже уровня сигнала, так что на рис. 9, в его не возможно различить. Во время мощного всплеска радиоизлучения Солнца уровень шума (отмечен на рис. 9, в горизонтальным пунктиром) при низких углах места ока зывается сравним с уровнем сигнала, что приводит к срыву сопровождения фазы (фа зовому сбою) сигнала GPS. Для спутника с высокой эффективной мощностью сигнала (кривая 1) это условие выполняется при достаточно низких углах места (=11°), для менее мощного сигнала 2 – при =22°. Для слабого сигнала 3 сбои начинаются для вы соких углов места =43°, в результате эффективность высокоточной навигации с ис пользованием этого спутника во время вспышки снижается. Срыв сопровождения фа зы на вспомогательной частоте f2 регистрируется значительно чаще, чем на основной частоте f1, поскольку мощность передатчиков спутников GPS на частоте f2 на 6 дБ меньше. [5, 14, 15].

Наши результаты вполне согласуются с выводами работы [16], в которой на ос нове анализа качества функционирования GPS во время вспышки 28 декабря 2003 г.

показано, что предложенное ранее значение «угрожающего» порога интенсивности солнечного радиоизлучения Fmin=40 000 s.f.u., при которых происходит сбой функ ционирования GPS [17], является явно завышенным. В [16] обосновано более реали стическое значение Fmin в диапазоне 6000–12000 s.f.u., что почти на порядок ниже принятой ранее величины.

Наши данные свидетельствуют о том, что значение Fmin еще ниже оценки, приве денной в [16]. Наиболее четко это проявляется при анализе зависимости пропусков от счетов измерений GPS от зенитного угла Солнца (рис. 13). Интенсивность потока F(t) солнечного радиоизлучения в полосе частот f1=1.2 ГГц и f2=1.6 ГГц, зарегистрирован ного на солнечном спектрографе OVSA, приведена в линейном (а) и в логарифмиче ском масштабе (д). Пропуски отсчетов измерений GPS в зависимости от зенитного уг ла Солнца во время вспышки 6 декабря 2006 г. показаны на панелях (б–г). Верти кальные пунктирные линии отмечают моменты времени с максимальным количеством пропусков отчетов. Сравнение пропусков отчетов W(t) для малых значений зенитного угла 0°50° с интенсивностью радиоизлучения F(t) для f2=1.6 ГГц, близкой к вспо могательной частоте GPS, показывает их близкое сходство (рис. 13, д). Необходимо отметить также, что значениях порога Fmin, при котором уже фиксируются сбои в рабо те приемников GPS при малых значениях зенитного угла Солнца, не превышает s.f.u. (отмечен горизонтальным пунктиром). Этот вывод подтверждается и сравнением с данными, полученными для вспышки 28 октября 2003 г. (рис. 12).

Увеличение числа пропусков отсчетов при высоких зенитных углах Солнца сви детельствует о солнечном происхождении помех в диапазоне частот GPS. Уменьшение количества сбоев с ростом зенитного угла обусловлено ослаблением солнечного ра диоизлучения в атмосфере [5, 16].

Таким образом, по данным глобальной сети приемников GPS получено статисти чески значимое свидетельство того, что во время мощных всплесков широкополосного солнечного радиоизлучения 6 и 13 декабря 2006 г. на протяжении более 5–10 мин ра бота GPS на всей освещенной стороне Земли была частично парализована. Высокоточ ный режим позиционирования, для которого необходим уверенный прием сигнала на двух частотах GPS, был нарушен на подсолнечной стороне для 10–20 % приемных стан ций GPS. При этом для 20–80 % из числа этих станций отмечен срыв сопровождения сигналов GPS на обеих частотах, при котором позиционирование вообще невозможно.

Для оценки влияния усиления широкополосного солнечного радиоизлучения во время вспышек на работу российской системы ГЛОНАСС был обработан массив дан ных по 44 GPS-ГЛОНАСС станциям в течение суток 6 и 13 декабря 2006 г. Однако из за неравномерности распределения станций оснащенных комбинированными прием никами по поверхности земного шара только 4 станции 6 декабря 2006 г. и 7 станций 13 декабря 2006 г. оказались в освещенной зоне. Максимальная плотность сбоев сигна лов ГЛОНАСС в 2–4 раза ниже, чем для GPS. Возможно, это преимущество обуслов лено большей мощностью передатчиков ИСЗ и большей помехоустойчивостью алго ритмов обработки сигналов ГЛОНАСС.

F(t), s.f.u.

а f2=1.6 ГГц f1=1.2 ГГц б W(t), %.

в W(t), %.

г W(t), %.

д F(t), s.f.u.

Рис. 13. Пропуски отсчетов измерений GPS в зависимости от зенитного угла Солнца во время вспышки 6 декабря 2006 г.: 70° (б);

70°50° (в);

0°50° (г).

Интенсивность потока F(t) солнечного радиоизлучения в полосе частот f1=1.2 ГГц (се рые кривые) и f2=1.6 ГГц (черные кривые), зарегистрированного на солнечном спек трографе OVSA: линейный масштаб (а);

логарифмический масштаб (д). Для сравне ния на панели (д) нанесена относительная зависимость пропусков отсчетов W(t) для малых значений зенитного угла 0°50°.

В Заключении сформулированы основные результаты диссертации.

1. Впервые по данным плотной сети станций GPS показано, что существенное увеличение количества сбоев сопровождения фазы несущей частоты в системе GPS наблюдается в присутствии крупномасштабных ионосферных неоднородностей при распространении радиосигнала под углами ~0 и ~90° с магнитным полем. Обнару жено, что при распространении сигнала вдоль магнитно-силовой линии в присутст вии неоднородностей электронной концентрации для отдельных спутников доля приемников, не принимающих сигнал, может превышать 30 %.

2. По данным глобальной сети приемников GPS получено статистически зна чимое свидетельство того, что во время мощных всплесков широкополосного сол нечного радиоизлучения 6 и 13 декабря 2006 г. на протяжении более 5–10 мин рабо та GPS на всей освещенной стороне Земли была частично парализована. Высоко точный режим позиционирования, для которого необходим уверенный прием сигна ла на двух частотах GPS, был нарушен на подсолнечной стороне для 10–20 % прием ных станций GPS. При этом для 20–80 % из числа этих станций отмечен срыв сопро вождения сигналов GPS на обеих частотах, при котором позиционирование вообще невозможно. Установлено заметное отличие уровня сбоев для различных спутников и типов приемников GPS. Определен порог интенсивности потока солнечного ра диоизлучения 103 s.f.u., при котором фиксируются единичные сбои и пропуски от счетов при измерениях параметров сигналов GPS. Значение этого порога почти на порядок ниже, чем было установлено ранее. Показано, что система ГЛОНАСС харак теризуется более высокой устойчивостью работы, чем GPS в аналогичных условиях.

3. Проведено исследование зависимости относительной амплитуды вариаций ПЭС от геомагнитной широты и геомагнитной возмущенности. Определены широт ные границы областей характерного поведения амплитуды в различных геомагнит ных условиях. В обоих полушариях наблюдается линейный рост средней относи тельной амплитуды вариаций ПЭС в 1.5 раза в области геомагнитных широт 30–63°.

На более высоких широтах (63–75°) регистрируется резкий рост амплитуды в 10 раз. В возмущенных геомагнитных условиях происходит смещение границ указанных об ластей в экваториальном направлении (с 63 до 55° и с 75 до 70° соответственно), а также общее увеличение амплитуды в 1.4 раза.

4. Разработаны методы и программы для обработки большого объема данных приемников GPS, с помощью которых проведён анализ сбоев сопровождения фазы не сущей частоты.

Основные публикации автора по теме диссертации:

1. Афраймович Э.Л., Демьянов В.В., Ишин А.Б., Смольков Г.Я. Сбои функцио нирования спутниковой навигационной системы GPS, обусловленные мощным ра диоизлучением Cолнца во время солнечных вспышек 6 и 13 декабря 2006 г. // Сбор ник трудов XXII Всероссийской конференции «Распространение радиоволн». 2008.

Т. 1. С. 72–75.

2. Афраймович Э.Л., Живетьев И.В., Ишин А.Б. Относительная амплитуда ва риаций полного электронного содержания (пространственное распределение и зави симость от геомагнитной активности) // Сборник трудов XXII Всероссийской кон ференции «Распространение радиоволн». 2008. Т. 1. С. 76–79.

3. Afraimovich E.L., Yasukevich Yu.V., Ishin A.B., Smolkov G.Ya. Powerful Solar Radio Bursts as a Potential Threat to GPS Functioning // Proceedings of XXIX URSI General Assembly 2008. GP2-06.1.

4. Afraimovich E.L., Demyanov V.V., Ishin A.B., Smolkov G.Ya. Powerful solar radio bursts as the global and free tool for testing satellite broadband radio systems, in cluding GPS-GLONASS-GALILEO // Journal of Atmospheric and Solar-terrestrial Physics. 2008. V. 70. P. 1985–1994.

5. Afraimovich E.L., Demyanov V.V., Gary D.E., Ishin A.B., Smolkov G.Ya. Fail ure of GPS Functioning Caused by Extreme Radio Events (during the 2006 December and 2006 December 13 solar flares (soft X-ray class X6.5 and X3.4, respectively) // 12th Ionospheric Effects Symposium. 2008. Alexandria. VA. May 13–15. 2008.

http://solar.njit.edu/preprints/afraimovich1361.pdf 6. Афраймович Э.Л., Демьянов В.В., Смольков Г.Я., Ишин А.Б. Технология ди агностики поражения информационных технологий широкополосным радиоизлуче нием Солнца во время мощных солнечных вспышек // Сборник трудов VI Междуна родной научно-практической конференции «Исследование, разработка и примене ние высоких технологий в промышленности». Санкт-Петербург. 2008. С. 20–26.

7. Афраймович Э.Л., Гаврилюк Н.С., Демьянов В.В., Ишин А.Б., Смольков Г.Я.

Сбои функционирования спутниковых навигационных систем GPS-ГЛОНАСС, обу словленные мощным радиоизлучением солнца во время солнечных вспышек 6, декабря 2006 г. и 28 октября 2003 г. // Космические исследования. 2009. Т.47. № 2.

С. 146–157.

8. Ишин А.Б., Афраймович Э.Л., Тинин М.В., Ясюкевич Ю.В. Эксперименталь ное исследование рассеяния радиосигнала GPS на ионосферных неоднородностях, вытянутых по магнитному полю // Труды XI Конференции молодых ученых «Гелио и геофизические исследования». Международная Байкальская молодежная научная школа по фундаментальной физике. Иркутск. 2009. С. 87–90.

9. Афраймович Э.Л., Смольков Г.Я., Ишин А.Б. Широкополосное радиоизлуче ние Солнца во время вспышек нарушает функционирование спутниковых информа ционных систем // Известия крымской астрофизической обсерватории. 2010. Т. 106.

С. 53–59.

10. Афраймович Э.Л., Воейков С.В., Ишин А.Б., Перевалова Н.П., Ружин Ю.Я.

Вариации полного электронного содержания во время мощного тайфуна 5–11 авгу ста 2006 г. у юго-восточного побережья Китая // Геомагнетизм и аэрономия. 2008.

Т. 48. № 5. C. 703–708.

Цитируемая литература 1. Афраймович Э.Л., Перевалова Н.П. GPS-мониторинг верхней атмосферы Земли // Иркутск: Изд-во ГУ НЦ РВХ ВСНЦ СО РАМН. 2006. 480 с.

2. Kintner P.M., Kil H., E. de Paula. Fading time scales associated with GPS signals and potential consequences // Radio Science. 2001. V. 36. N 4. P. 731–743.

3. Afraimovich E.L., Lesyuta O.S., Ushakov I.I. Geomagnetic disturbances, and the GPS operation // Geomagnetism and Aeronomy. 2002. V. 42, N 2. С. 220–227.

4. Ma G., Maruyama T. A super bubble detected by dense GPS network at east Asian longitudes // Geophys. Res. Lett. 2006. V. 33. P. L21103. doi: 10.1029/2006GL027512, 5. Перов А.И., Харисов В.Н. ГЛОНАСС: принципы построения и функциони рования // М.: Радиотехника. 2005. 688 с.

6. Cerruti A.P., Kintner P.M., Gary D.E., et al. Observed Solar Radio Burst Effects on GPS/ WAAS Carrier-to-Noise Ration // Space Weather. 2006. V. 4. P. S10006. doi:

10.1029/2006SW000254.

7. http://sopac.ucsd.edu/cgi-bin/dbDataByDate.cgi 8. Carrano C.S., Groves K.M., Bridgwood C.T. Effects of the December 2006 Solar Ra dio Bursts on the GPS Receivers of the AFRL-SCINDA Network // Proceedings of the Inter national Beacon Satellite Symposium. / Ed. P.H. Doherty. Boston College. June 11–15, 2007.

9. Perevalova N.P., Afraimovich E.L., Zhivetiev I.V., Kosogorov E.A. Relative ampli tude of the variations of the total electron content according to the data of the GPS global network // Int. J. of Geomagn. and Aeron. 2007. V. 7. P. GI1007. doi:10.1029/2005GI000132.

10. Yokoyama T., Su S.-Y., Fukao S. Plasma blobs and irregularities concur rently observed by ROCSAT-1 and Equatorial Atmosphere Radar // J. Geophys. Res.

2007. V. 112. P. A05311.

11. Park J., Stolle C., Luhr H., et al. Magnetic signatures and conjugate features of low-latitude plasma blobs as observed by the CHAMP satellite // J. Geophys. Res.

2008. V. 113. P. A09313.

12. ftp://terras.gsi.go.jp/ 13. Солнечная и солнечно-земная физика. Иллюстрированный словарь терми нов. М.: Изд-во «Мир». 1980. С. 254.

14. Hofmann-Wellenhof B., Lichtenegger H., Collins J. Global Positioning System:

Theory and Practice / Springer-Verlag Wien. New York. 1992. 382 р.

15. Соловьев Ю.А. Системы спутниковой навигации М.: Эко-Трендз. 2000.

270 с.

16. Chen Z., Gao Y., Liu Z. Evaluation of solar radio bursts' effect on GPS receiver signal tracking within International GPS Service network // Radio Sci. 2005. V. 40.

RS3012. doi:10.1029/2004RS003066.

17. Klobuchar J.A., Kunches J.M., VanDierendonck A.J. Eye on the ionosphere: Po tential solar radio burst effects on GPS signal to noise // GPS Solutions. 1999. V. 3, N 2.

P. 69–71.

Отпечатано на множительном участке ИСЗФ СО РАН Заказ № 103 «1» июля 2010 г.

Объем 24 с. Тираж 200 экз.



 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.