ВВЕДЕНИЕ
Не вызывает вопросов, что ионосфера, как среда распространения радиоволн, оказывает существенное влияние на работу радиотехнических систем, следовательно, для компенсации ошибок при расчете распространения радиоволн необходимо знание параметров среды в весьма широком диапазоне высот и широт [Мощные…, 2013].
Широко используемые на сегодняшний день детерминированные методы описания среды не учитывают нерегулярность и непрерывную изменчивость ионосферы и потому непригодны для оперативной коррекции радиолокационных данных. В последние несколько лет на примере D-области ионосферы и распространения через нее радиоволн СДВ–ДВ-диапазона активно разрабатывается принципиально новое направление моделирования — вероятностно-статистическое [Козлов и др., 2014]. Вероятностно-статистические модели позволяют получать плотности распределения ионосферных параметров во всем многообразии комбинаций гелиогеофизических условий. Эти параметры выби-раются согласно их законам распределения и используются при расчете радиофизических величин. В конечном счете имеем плотности вероятности амплитуды и фазы волны на выбранных трассе и частоте в разных условиях солнечной и магнитной активности, на разных широтах, в разные сезоны и время суток. Плотности распределения всех обсуж-даемых выше величин дают детальную картину геофизической и радиофизической обстановки на трассе, содержат в себе информацию о надежности установления связи в тех или иных условиях и дают практическую информацию разработчикам радио-технических систем указанного ранее диапазона о наиболее и наименее благоприятных условиях передачи информации. Все эти сведения не могут быть получены из детерминированных моделей, независимо от того, на каких принципах они строятся, как часто корректируются и какой объем экспериментальных данных используют.
К настоящему моменту обоснованы два направления вероятностно-статистического моделирования: детерминированно-вероятностное и эмпирически-статистическое [Козлов и др., 2014]. Цель настоящей работы — расчет P(Ne) на основании детерминированно-вероятностного (Д-В) подхода и анализ полученных результатов. В основу данного подхода положены теоретические исследования (уравнения ионизационно-рекомбинационного цикла), в которых варьируются неизвестные параметры.
Детерминированно-вероятностное моделирование состоит из следующих этапов.
- Определение неизвестных и наиболее изменчивых параметров ионосферы, входящих в уравнения ионизационно-рекомбинационного цикла D-области ионосферы.
- Нахождение законов распределения этих параметров с шагом по высоте в различных гелиогеофизических условиях по многолетним экспериментальным спутниковым данным.
- Генерация N профилей этих параметров согласно полученным функциям распределения с помощью генератора случайных чисел (сгенерированные значения должны описываться теми же распределениями, что и входные экспериментальные данные). Количество N определяется сходимостью решений уравнений ионизационно-рекомбинационного цикла.
- Решение системы дифференциальных уравнений при каждом наборе сгенерированных профилей.
- Использование полученных профилей Ne в качестве среды распространения радиоволн. Получение плотностей распределения радиофизических параметров на конкретных СДВ-трассах. Верификация функций распределения амплитуды и фазы волны проводится по независимо полученным экспериментальным данным комплексных радиофизических исследований геофизической обсерватории ИДГ РАН «Михнево».
