Иркутск, Россия
Иркутск, Россия
Иркутск, Россия
Целью данной работы является демонстрация возможности исследования нерегулярных вариаций полного электронного содержания (ПЭС) ионосферы при использовании одночастотных измерений в системе GPS. Такая возможность рассматривается на примере регистрации временного хода наклонного ПЭС во время солнечного затмения 20 марта 2015 г. В качестве исходных данных используютcя двухчастотные и одночастотные фазовые и кодовые измерения со станции MORP международной сети IGS. В результате сравнения расчетных данных временного хода ПЭС для этих двух режимов показано как качественное согласие (общее значительное уменьшение ПЭС во время затмения), так и количественное (после соответствующей обработки) совпадение результатов.
GPS, ионосфера, одночастотные измерения, солнечное затмение, ПЭС
ВВЕДЕНИЕ
Под руководством профессора Э.Л. Афраймовича (Институт солнечно-земной физики СО РАН) было сформировано новое направление диагностики состояния верхней атмосферы Земли на базе обработки сигналов спутниковых радионавигационных систем. Теоретические основы и разнообразные примеры такой диагностики представлены в монографии [Афраймович, Перевалова, 2006]. В этой работе, а также в целом ряде статей и работ коллег и учеников профессора Афраймовича (в частности, в докторской диссертации Н.П. Переваловой [Перевалова, 2014]) посредством GPS-мониторинга выполнены исследования эффектов в земной ионосфере, связанных с солнечными затмениями, землетрясениями, геомагнитными возмущениями, мощными тропическими циклонами. Детальный анализ эффекта солнечного затмения 22.08.2009 г. представлен в статье [Афраймович и др., 2010]. Все подобные результаты получены на основе исследования относительных временных вариаций полного электронного содержания (ПЭС) ионосферы, получаемых по данным об изменениях фазовых путей спутниковых радиосигналов, регистрируемых двухчастотной приемной аппаратурой. Возможности использования данных одночастотных измерений для целей диагностики ионосферы представлены в научных публикациях весьма скромно. Можно отметить сравнительные оценки точности одночастотных и двухчастотных измерений, приведенные в работе [Afraimovichetal., 2002]. Не получившие дальнейшего развития подходы к использованию одночастотного мониторинга представлены в работах [Казанцев, Фатеев, 2002; Горбачев и др., 2006]. В настоящей статье выполнен анализ влияния на ПЭС полного солнечного затмения 20 марта 2015 г., наиболее четко наблюдавшегося в северо-западной части Европы и над Атлантикой. При этом продемонстрирована возможность детектирования вариаций ПЭС с помощью приема радионавигационных сигналов GPS на одной частоте.
1. Афраймович Э.Л., Перевалова Н.П. GPS-мониторинг верхней атмосферы Земли. Иркутск: ГУ НЦ ВСНЦ СО РАМН, 2006. 480 с.
2. Афраймович Э.Л., Воейков С.В., Едемский И.К. Ионосферные эффекты полного солнечного затмения 22 июля 2009 г. по данным плотной сети GPS в Японии (GEONET) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2010. Т. 7, № 3. С. 94-98.
3. Горбачев О.А., Иванов В.Б., Рябков П.В. О возможности применения одночастотных приемников GPS для диагностики ионосферы // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. 2006. № 107. С. 48-54.
4. Исакова О.П., Тарасевич Ю.Ю., Юзюк Ю.И. Обработка и визуализация данных физического эксперимента с помощью пакета Origin. Астрахань: ОГОУ ДПО «АИПКП», 2007. 68 с.
5. Казанцев М.Ю., Фатеев Ю.Л. Определение ионосферной погрешности измерения псевдодальностей в одночастотной аппаратуре систем ГЛОНАСС и GPS // Журнал радиоэлектроники. 2002. № 12. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/mac/dec02/6/text.html (дата обращения: 10 октября 2015 г.).
6. Перевалова Н.П. Исследование ионосферных возмущений методом трансионосферного GPS-зондирования: дис. … д-ра физ.-мат. наук: 25.00.29. Иркутск, 2014. 286 с.
7. Шебшаевич В.С., Дмитриев П.П., Иванцевич Н.В. Сетевые спутниковые радионавигационные системы. М.: Радиоисвязь, 1993. 408 с.
8. Afraimovich E.L., Lesyuta O.S., Ushakov I.I., Voeykov S.V. Geomagnetic storms and the occurrence of phase slips in the reception of GPS signals // Ann. Geophys. 2002. V. 45, N 1. P. 55-71.
9. URL: ftp://cddis.gsfc.nasa.gov/pub/gps/data/daily/ (accessed August 4, 2015).
