ондування. При цьому апаратурні рішення для ВЗ фактично на кожному етапі розвитку визначали схеми похилого, зовнішнього, возвратно- похилого і трансіоносферного зондування. Тому доцільно більш ретельно розглянути принципи апаратурних рішень іонозондов ВЗ та основи обробки їх даних.
Іонозонд є радіолокатор, що вимірює висоту відображення радіохвиль різної частоти в діапазоні плазмових частот іоносфери. Прилад повинен створити радіосигнал, придатної форми для вимірювання висоти, випроменити його в простір переважно вгору (з поверхні Землі), прийняти відбитий від іоносфери луна-сигнал, обробити його і представити спостерігачеві в зручній для аналізу формі. Фактично вимірюється не висота віддзеркалення радіохвиль, а час, протягом якого радіохвилі досягають свого рівня відображення і повертаються назад. Помноживши його на швидкість світла у вакуумі, спостерігач і отримує висоту відображення. У зв'язку з тим, що швидкість радіохвиль в плазмі змінюється в залежності від багатьох факторів, отриманий результат не є щира висота віддзеркалення, а дещо більша величина, яку прийнято називати діючої заввишки. Для отримання істинної висоти відображення радіохвиль різних частот необхідно зробити розрахунки, які зазвичай називають розрахунком Nh-профілю іоносфери.
Основна характерна риса аналогових іонозондов полягала в наступному: робоча частота в діапазоні плазмових частот іоносфери міняється безперервно або за рахунок рухів механічних деталей (наприклад, обертається одна з пластин конденсатора), або тим чи іншим електричним способом. При цьому імпульсний генератор модулює цю частоту так, щоб на виході була послідовність заповнених повільно змінюється частотою імпульсів необхідної тривалості (зазвичай 100 мкс). У цій схемі проста синхронізація можлива тільки для випадку вертикального радиозондирования. Схеми ж похилого, а особливо трансіоносферного зондування відрізняються підвищеною складністю. Вже в рамках аналогових схем були створені перші поляризаційні іонозонди, тобто такі, в яких можна окремо отримувати параметри звичайної і незвичайної хвиль. З одного боку, їх використання істотно спростило аналіз іонограми і розрахунок N (h) -профілях, що виявилося особливо важливим для випадків складної хмарної структури іоносфери, характерної для активних експериментів. З іншого боку, вони дозволили аналізувати частотну залежність амплітуди сигналу, відбитого від області F іоносфери, в умовах відсутності поляризаційного федінга. Це призвело до появи методів експериментального визначення профілів частоти зіткнення електронів у всьому висотному діапазоні внутрішньої іоносфери. Подальше вдосконалення апаратури ВЗ пов'язано з розвитком цифрових іонозондов. Їх основна відмінність від аналогових полягає в тому, що управління характеристиками іонозонда і аналіз одержуваної інформації здійснюється комп'ютером, що входять до складу апаратури.
Для цифрових іонозондов характерна наявність цифрового синтезатора частоти. У СРСР були створені сімейство цифрових іонозондов Базис raquo ;, іонозонди Сойка raquo ;, Авгур raquo ;, Бізон, Парус; на Заході - іонозонди 128, 256, 610М1, DPS - 4, CADI, IPS - 71. Слід особливо відзначити, що аналіз цифрових іонограми природним чином дозволяє розширити число вимірюваних іоносферних радіофізичних параметрів. Тепер реєструється не тільки діюча висота або глибина відображення, але й одночасно вимірюються частотні залежності амплітуди сигналу, фази, доплерівського зсуву, поляризації. Ця додатково отримувана інформація в значній мірі збільшує корисність проведених вимірювань, так як потенційно кожний із зазначених радіофізичних параметрів визначає той чи інший геофізичний параметр.
Висновок
Для спільної синхронної роботи наземних і супутникових іонозондов необхідний єдиний для системи моніторингу протокол, що регламентує діапазони зондування, структуру використовуваних сигналів, тимчасові режими і т. п. Доцільно введення в НТМ сигнал спеціальної квитанції про номер ШСЗ, режимах зондування та варіанті часової прив'язки для оперативної підстроювання наземної апаратури під режим кожного супутника. При розгортанні космічного сегмента Іонозонд raquo ;, для бортових іонозондов якого НТМ передавач каналу наукової телеметрії передбачається включати до складу іонозонда, для першого ШСЗ, можливо, необхідно зберегти аналоговий скидання інформації з сінхрометкамі.
Наземні іонозонди повинні мати синхронізатор, що дозволяє за сигналами точного часу, в тому числі сигналам GPS або ГЛОНАСС або зовнішнім маркерами, включати програму спільної синхронної роботи. Для забезпечення ЕМС (у тому числі виключення накладення іонограми і трансіонограмм в кадрах) режими роботи іонозондов і час їх зондування в мережі слід зрушувати в часі за визначеною затвердженої сітці, пов'язаної з світовим часом. Необхідно врахув...
