Зміст
Введення
1. Можливості та обмеження застосування супутникової радіотомографіі
2. Радіотомографія дослідження іоносфери в різних широтних областях
3. Наукова програма експерименту "Маяк"
3.1 Наукові завдання
3.2 Склад бортової апаратури
4. Моніторинг іоносфери в інтересах короткохвильового зв'язку
5. Перші в світі
Висновок
Список використаної літератури
Введення
Дослідження з променевої радіотомографіі (РТ) іоносфери і її додатків викликають помітний інтерес у світі. З початку дев'яностих років були проведені серії успішних експериментів по реконструкції структури іоносферної плазми за допомогою томографічних методів у різних регіонах Європи, Америки, Південно-Східної Азії, Австралії. З тих пір променева РТ стала одним з основних інструментів дослідження розподілів електронної щільності в іоносфері. У доповіді представлені і обговорюються результати досліджень структури і динаміки іоносфери методом променевої РТ за даними експериментів 1990-2005 рр.., Виконаних співробітниками МДУ, ПГИ РАН і спільно із зарубіжними колегами. Метод променевої РТ іоносфери заснований на реєстрації та аналізі радіосигналів двох когерентних частот 150 і 400 МГц низькоорбітальних (ПЗ) навігаційних російських супутників типу "Цикада" або американських "Транзит" в декількох прийомних точках, розташованих уздовж траєкторії висхідних або низхідних витків орбіт супутника і на відстанях порядку сотень кілометрів. Дані навігаційні супутники літають на висотах 1000 - 1150 км, мають близькі полярним орбіти і період обігу близько 105 хв. Висока швидкість руху супутника (~ 7.9 км/с) і відповідно швидке, по порівняно з характерними масштабами тимчасових змін досліджуваних іоносферних процесів, перетин супутником просвічувати області дозволяють реконструювати двовимірні перерізу електронної концентрації в площині прольоту супутника, характерна тривалість РТ реєстрації складає 10-15 хв. Важливими достоїнствами методу променевої РТ іоносфери є порівняльна простота його реалізації та за наявності достатньої кількості прийомних точок, високе просторово-тимчасовий дозвіл.
1. Можливості та обмеження застосування супутникової радіотомографіі
До одним з достоїнств методу фазоразностной РТ слід віднести можливість простої інтерполяції експериментальної доплеровськой частоти при розривах в реєстрації на відміну від фазових методів. У загальному випадку в задачах променевої РТ іоносфери шлях інтегрування L визначається траєкторією променя і залежить від шуканого розподілу N. Проведені оцінки та комп'ютерне моделювання показали, що рефракційні ефекти визначаються варіаціями N і малоістотні до значень максимальної концентрації ~ (1.5 Г· 2.5) 10 грудня м -3. У разі обліку рефракції рішення нелінійної томографічної завдання можна реалізувати у вигляді рішення послідовності лінійних завдань, що зводиться до ітераційної процедурі, де для розрахунку кожного після дме наближення електронної концентрації використовується траєкторія, отримана з наближення електронної концентрації на попередньому кроці. Рефракція призводить до відхилення променя від прямого і обмежує розмір дискрета і дозвіл завдання променевої РТ в лінійній постановці до 30-40 км по горизонталі і до 20-30 км по вертикалі. Іншим обмеженням є ефект дифракції радіохвиль, також обмежує знизу раз заходів дискрета близько 10 км (радіус Френеля в даному випадку становить близько 1 км). Таким чином, просторовий дозвіл методу променевої РТ іоносфери можна поліпшити до 10-20 км, якщо враховувати рефракцію зондирующих променів. Принциповим обмеженням для всіх варіантів РТ є неєдиний завдання. У лінійних завданнях неєдиним проявляється в існуванні фантомів - відмінних від нуля знакозмінних розподілів, інтеграли від яких по всіх променям дорівнюють нулю. Будучи доданими до реконструйованої шуканої функції, фантоми спотворюють її, але при цьому залишають без змін самі значення всіх інтегралів по всіх проекціям.
Приклади таких "невидимих "Фантомів розглянуті, причому розмір деталей структури фінітного фантома зменшується із зростанням числа проекцій і може стати порівнянними з дозволом системи. Тому при великому числі приймачів (більше 5-7) фантоми представляють собою досить екзотичні знакозмінні освіти з дрібною структурою та специфічної симетрією, яка визначається приймальною системою. У природі існування подібних структур малоймовірно.
2. Радіотомографія дослідження іоносфери в різних широтних областях
Вперше в світі експериментальні РТ - реконструкції головного іоносферного провалу були отримані в березні - квітні 1990 р. співробітниками МДУ і ПГИ РАН. Вони представлені в ізолініях в одиницях 10 грудень м. Проведені численні експерименти показали складність і різноманітність форм провалу, причому його ширина, нахил і глибина варіюються в широких межах.
У доповіді ...
