ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПОЛНОГО ПРОФИЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ЭЛЕКТРОНОВ В ИОНОСФЕРЕ ПО ИОНОГРАММАМ ВНЕШНЕГО СПУТНИКОВОГО ЗОНДИРОВАНИЯ С ПРИВЛЕЧЕНИЕМ МОДЕЛИ IRI
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПОЛНОГО ПРОФИЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ЭЛЕКТРОНОВ В ИОНОСФЕРЕ ПО ИОНОГРАММАМ ВНЕШНЕГО СПУТНИКОВОГО ЗОНДИРОВАНИЯ С ПРИВЛЕЧЕНИЕМ МОДЕЛИ IRI
Авторы
Денисенко Павел Федорович, д-р физ.-мат. наук, профессор, ведущий научный сотрудник НИИФ ЮФУ, e-mail: denis@sfedu.ru.
Соцкий Владимир Васильевич, канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник НИИФ ЮФУ, e-mail: vvsotsky@sfedu.ru.
Ключевые слова
ионосфера, спутниковое зондирование, ионограмма, профиль электронной концентрации, модель IRI, коррекция модели
Аннотация
Рассмотрен метод получения полного (до высоты спутника) профиля концентрации электронов ne(h) в ионосфере по ионограмме внешнего спутникового зондирования со следами отражений сигналов от поверхности Земли. Его особенность – представление решения во внутренней ионосфере в виде корректируемого профиля из модели IRI. Для коррекции используются оптимальные значения критической частоты foF2 и высоты hmF2 слоя F2, параметров модели B0 и B1, при которых достигается минимум среднеквадратичных отклонений расчетных групповых путей от экспериментальных. При тестировании метода показана адекватность восстановления профилей реальным распределениям ne(h) в области F2. Приведены примеры расчетов профилей по ионограммам спутника "ISIS-2". Метод может быть рекомендован для внедрения в систему спутникового мониторинга ионосферы.
Литература
1. Способ исследования ионосферы : а. с. 439210 СССР / Данилкин Н.П. Заявл. 28.01.1972.
2. Данилкин H. П. О получении и возможном использовании трансионограмм // Геомагнетизм и аэрономия. 1974. Т. 14, № 2. С. 369–371.
3. Денисенко П. Ф., Соцкий В. В. Особенности обратных задач вертикального зондирования ионосферы (обзор) // Изв. Сев.-Кавк. науч. центра высш. шк. Естеств. науки. 1987. № 2. С. 59–71.
4. Тихонов А. Н., Арсенин В. Я. Методы решения некорректных задач. М. : Наука, 1979. 288 с.
5. Данилкин Н. П., Денисенко П. Ф., Ковалев В. A., Соцкий В. В. О возможности использования метода регуляризации в задаче трансионосферного зондирования // Геомагнетизм и аэрономия. 1987. Т. 27, № 4. С. 550–552.
6. Данилкин Н. П. Трансионосферное радиозондирование (обзор) // Геомагнетизм и аэрономия. 2017. Т. 57, № 5. С. 543–554. DOI: 10.7868/S0016794017050042.
7. Васильев Г. В., Данилкин Н. П., Иванов И. И. Инструментальная точность трансионосферного зондирования // Аппаратура для исследования внешней ионосферы. М. : ИЗМИРАН, 1980. С. 290–292.
8. Данилкин Н. П, Соцкий В. В. Определение N(h)-профилей ионосферы по данным трансионосферного зондирования // Геомагнетизм и аэрономия. 1976. Т. 16, № 6. С. 1002–1006.
9. Денисенко П. Ф., Соцкий В. В. Восстановление высотных профилей электронной концентрации по данным внешнего спутникового зондирования с использованием модели IRI во внутренней ионосфере // Геомагнетизм и аэрономия. 2021. Т. 61, № 2. С. 240–258. DOI: 10.31857/S0016794021020061.
10. Denisenko P. F., Sotsky V. V., Maltseva O. A. Adaptation of the bottomside electron density profile of the IRI model to data of topside radiosounding // Adv. Space Res. 2021. Vol. 67. P. 4078–4088. DOI: 10.1016/j.asr.2021.02.030.
11. International Reference Ionosphere 2016: From ionospheric climate to realtime weather predictions / Bilitza D. [et al.] // Space Weather. 2017. Vol. 15, pp. 418–429. DOI: 10.1002/2016SW001593.
12. Данилкин Н. П., Денисенко П. Ф., Левченко И. Ф. Погрешности обратной задачи трансионосферного зондирования // Геомагнетизм и аэрономия. 1987. Т. 27, № 6. С. 916–920.
13. Jackson J. E. The reduction of topside ionograms to electron-density profiles // Proc. IEEE. 1969. Vol. 57, no. 6, pp. 960–976. DOI: 10.1109/PROC.1969.7140.
14. Денисенко П. Ф., Настасьина Н. В., Норанович Д. А. Ошибки определения истинных высот при вертикальном зондировании ионосферы с ИСЗ // Геомагнетизм и аэрономия. 1999. Т. 39, № 4. С. 130–134.
15. Paul A. K. Use of virtual-height slopes for determination of electron density profiles // Radio Sci. 1967. Vol. 2., no. 10, pp. 1195–1204.
16. Ковалев В. А., Соцкий В. В., Флигель М. Д. Повышение точности определения полного N(h)-профиля по данным спутникового вертикального зондирования // Геомагнетизм и аэрономия. 1991. Т. 31, №4. С. 738–740.
17. Результаты совместных измерений концентрации и эффективной частоты соударений электронов в ионосфере ракетными и наземными радиометодами во время запусков геофизических ракет «Вертикаль» / Н. П. Данилкин [и др.] // Ракетное зондирование верхней атмосферы и ионосферы до высоты 1500 км : сб. статей. Ростов н/Д: Изд-во Ростов. ун-та, 1989. С. 42–49.
18. NASA's Space Physics Data Facility (SPDF) [Electronic resource]. URL: https://spdf.sci.gsfc.nasa.gov/pub/data/isis/topside_sounder/ionogram_cdf/isis2/ (дата обращения: 12.11.2022).
Для цитирования
Денисенко П. Ф., Соцкий В. В. Восстановление полного профиля концентрации электронов в ионосфере по ионограммам внешнего спутникового зондирования с привлечением модели IRI // Техника радиосвязи. 2022. Выпуск 4 (55). С. 16–30.