Способ определения пространственно-временного распределения критических частот слоя f2 ионосферы

, Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ олн аой с оаэро ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЯО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Институт земного магнетизмионосферы и распространения радАН СССР(56) Наг 1 ег Т. Требование к апптуре измерения характеристик иегерентного рассеивания ионосферчелночного космического аппаратЭкспресс-инФормация, Серия "Радтехника СВЧ", У 40, 1977, реф.2Ланилкин Н.П. Геомагнитиэм иномия, 1974, т.4, с.369-370. 801443619 А 1(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КРИТИЧЕСКИХ ЧАСТОТ СЛОЯ Р 2 ИОНОСФЕРЫ (57) Изобретение относится к радио" локации. Цель изобретения - повышение точности определения пространственно- временного распределения критических частот слоя Р 2 ионосферы на больших исследуемых территориях, Данный способ реализуется прнемнопередающей системой, содержащей бортовой передающий модуль 1 и наземные приемные пункты 2, Особенность реализации способа состоит в необходимости обеспе-чения уверенного приема на земной поверхности сигналов, излучаемых с. искусственного спутника, Земли, высота орбиты которого составляет 36000 км. 3 илС:14436Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано дляпрогнозирования условий радиосвязи,исследования околоземного космическо 5го пространства, пеленгации локальныхи планетарных нозмущенностей приземной плазмы естественного и искусственного прохождения,Цель изобретения - повышение точности определения пространственновременного расгределения критическихчастот слоя Р 2 ионосферы на большихисследуемых территориях,На фиг.1 приведена структурнаяэлектрическая схема приемопередающейсистемы на фиг.2 - структурная электрическая схема бортового передающего модуля на фиг.З - структурнаяэлектрическая схема наземного приемного пункта.Приемопередающая система (см.фиг.1) содержит бортовой передающиймодуль 1 иназемных приемных пунктов 2. 25Бортовой передающий .модуль 1 (см,фиг.2) содержит синхронизатор 3, возбудитель 4, радиопередатчик 5,ультракоротковолноную радиостанцию6 и первую 7 и вторую 8 передающие ЗОантенны.Наземный приемный пункт 2 (см,фиг.З) содержит первую 9 и вторую 10приемные антенны, ультракоротконолновую радиостанцию 11, синхронизатор12, радиоприемник 13 регистратор 14и вычислитель 15.Способ определения пространственно-временного распределения критических частот слоя Р 2 ионосферы осущест вляется следующим образом.Искусственный спутник Земли (ИСЗ)выводят на геостационарную орбиту,нри которой положение его относительно координат земной поверхности неменяется, а площадь просвечивания нконусе. углов возвышения,р ъЗО составляет от 60 В до 60 Я по широте и120 по долготе. Излучение импульсовпеременной частоты Г; в диапазонезондирования 2-25 МГц производят сеансами, каждые 200 с с борта ИСЗ,Прием синхронизаторов и зондирующих им-пульсов с частотами Гс; Ъ(2 пР 2);созес н,осуществляют на сети из ь наземныхпунктов приема НПП, причем,регистрируют не время задержки импульсов, аих наличие или отсутствие, При этомчасть информации теряется, однако.АЬИ 310 импульсная мощность бортового радиопередатчика 51потери на распространениев свободном пРостранстве,А(дБ)=32,4+201 яф +201 цЬчастота излучаемого с ИСЗ;. сигнала (в ИГц)высота орбиты ИСЗ (в км)дБ - энергетический запас,обеспечивающий отношениесигнала к шуму ъ 3;поглощение в ионосфере,1, ь 14 дБ в конусе угловвозвьппения Д т, 304;суммарные потери в фидерахи фильтрах за счет расщепления волны на обыкновенную и необыкновенную составляющие, а также поляризационные потери, Им 11 дБуровень помех, Р щ -30 дБкоэффициент направленногодействия первой 7,9 и второй 8, 10 передающих чприемных антенн, С О"3 дБ 19 гпоявляется воэможность полностью автоматизировать процедуру нахождения Г;, Таким образом, обработка. данных наблюдений может производиться в тем" пе частоты следонания сеансов зондирования, т,е. каждые 200 с. Так как плотность пространственного распределения сети НПП может быть почти неограниченной, разрешающая способность ее лимитируется только условиями распространения электромагнитнь.х сигналов н ионосфере, т.е, может составлять 20-50 км.Таким образом, синхронная регистрация локальных значений Е; на сети НПП позволяет строго привязывать по времени и пространству все изменения Гь естественного и искусственного . происхождения, время жизни которых превышают 200 с, а размеры 20-50 км.Особенность реализации предлагаемого способа состоит в необходимости обеспечения уверенного прйема на земной поверхности сигналов, излуча-, емых с ИСЗ, высота орбиты которого составляет 36000 км. Знергетические параметры бортового радиопередатчика и наземного радиоприемного устройства определяются ураннениемР.А+И+Ь+Ю+Р ;С+Р о,(при простейших дипольныхантеннах);Рр - уровень собственных шумовприемников, Р КТВД,где фактор шума при избирательномвходе И=2, К - постоянная Больцмана,Т = ЗООУК, ширина полосы пропусканияВ по уровню 0,7 определяется ширинойспектра Р,импульсной огибающей. радиосигнала Г;,Для того чтобы требуемая импульсная мощность радиопередатчика 5 непревышала нескольких сотен ватт, необходимо существенно понизить уровень 15Р пр, что достигается сужением В до- 100 ГцТогда Р ор =-181 дБ и Р . =26 дБ или 400 Вт. Кроме того, дляснижения средней мощности радиопередатчика 5 до единиц ватт, скважность 20Я должна быть не меньше 100. Поскольку В,-Р "-100 Гц, а длительность модулирующего импульса ":Р , то"."-10с и так как Я ъ 100, частотаповторения импульсов составляет 251 имп;с . В соответствии с рекомендациями ЦКЯ 1 точность измеренияГ Р 2 должна быть не хуже О, 1 МГц.С учетом того, что в конусе угловръЗОф Г (1-2) Г 0 Р 2, оптимальныйЗОдиапазон зондирования 1; лежит в пределах 2-25 МГц. Особенности траектории трансионосферного распространения сигналов позволяют в ряде случаерегистрировать их и при ръ 10, однако при р 130 прием сигналов производится значительно увереннее. Сле"довательно, в требуемом диапазонечастот достаточно излучать на200фиксированных частот Г , откуда длительность одного сеанса зондированияТЯГ 200 с.Применение предлагаемого способа,позволяет: Способ определения пространственно-временного распределения критических частот слоя Р 2 ИоносФеры, состоящий в том, что одновременно излучают с искусственного спутника Земли зондирующие импульсные радиосигналы пе" ременной в диапазоне 2 до 25 МГц не" сущей частоты и синхросигналы с фиксированной превышающей 100 МГц несущей частотой, синхронно с излучением принимают на Земле синхросигналы и прошедшие сквозь ионосферу зондирующие импульсные радиосигналы, о т л ич а ю щ и й с я тем,что,с целью повышения точности определения простран" ственно-временного распределения критических частот слоя Р 2 ионосферы на больших исследуемых территориях, син" хросигналы и зондирующие импульсные радиосигналы излучают с геостационарного искусственного спутника Земли сеансами каждые 200 с, по принятым синхросигналам и зондирующим импульсным радиосигналам измеряют и регистрируют мгновенные значения наинизших частот Г прошедших сквозь ионосферу зондирукяцих импульсных радиосигналов в 1 наземных приемных пунктах одновременно по всей исследуемой территории, а по зарегистрированным значениям частот Г ; определяют пространствен-, но-временное распределение критических частот (ГР 2); слоя Р 2 с учетом формулы фсозес з;(Г У 2) 45а) строго разделять пространственные и временные характеристики изменчивости критических частот слоя Р 2;б) осуществлять непрерывный круглосуточный мониторинг широкого спектра волновых, периодических и апериодических процессов в области главного максимума ионосферы, имеющих периоды и/или время жизни от 200 с и более в реальном (текущем) времени и в планетарном масштабе, что превосходит соответствующих показатель известного способа в100 раз 19,н) исследовать особенности широтно-долготной структуры распределения1, Р 2 при различных гелногеофнэическихили искусственно создаваемых условияхс пространственным разрешением до2020 ".км, что превосходит аналогич"ную характеристику известного способав 10-100 раэ,г) испольэовать в качестве НПП нетолько специально оборудованные истационарные пункты, .но и подвижныеплатформы, например суда среднего ибольшого тоннажа любого класса и назначения, осуществляя тем самым гло"бальный охват наблюдениями земнойповерхности в диапазоне 60 КЯ приналичии системы иэ трех геостационарных ИСЗ. Формула и э обретения378 , Подписноевенного комитета СССР етеиий и открытий5, Рауаская наб , д. 4/,Тираж 5 йее е предприятие, г, Ужгород,ктная 1Редактор Т.ЗубковЗаказ 2569 ВНИИПИ Государ по делам иэо13035, Москва Ж оиэводственно-полиграфиче ь-м наэемным приемньщ пунктом.