ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2024. №8
Текст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.8.7
УДК: 550.388.2
ОСОБЕННОСТИ ОПИСАНИЯ ИОНОСФЕРНЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ
ВЫСОКИХ ШИРОТ С ПОМОЩЬЮ ROTI ИНДЕКСА ПО ДАННЫМ
НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ GPS И TRANSIT/ПАРУС
А.М. Падохин 1,2,3, Е.С. Андреева 1, М.О. Назаренко 1,
А.В. Карлышева 1, И.А. Павлов 1,2,3, Г.А. Курбатов 1
1 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
119991, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 2
2 Институт Земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН
108840, г. Троицк, Калужское шоссе, д. 4
3 Институт солнечно-земной физики СО РАН
664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 126А, а/я 291
Статья поступила в редакцию 17 мая 2024 г.
Аннотация. В работе приводится сопоставление возможностей описания ионосферных неоднородностей высоких широт с характерными горизонтальными масштабами несколько десятков километров на основе ROTI индекса, построенного по данным радиопросвечивания сигналами GPS и Парус/Transit. Показано, что если в случае с GPS максимальные значения ROTI наблюдаются в областях аврорального овала и полярной шапки, то для Парус/Transit присутствует дополнительная область, связанная с ракурсным усилением флуктуаций фазы и TEC при наблюдении в направлении магнитного зенита. Такие отличия связаны с наклонениями орбит низкоорбитальных (Парус/Transit) и среднеорбитальных (GPS) спутников, последние из которых не позволяют эффективно просвечивать область магнитного зенита для приемников, расположенных в высоких широтах. Кроме того, наблюдаются значительные, до 2х раз, отличия в значениях ROTI индекса по данным GPS и Парус/Transit, что связано с различными скоростями движения подионосферных точек спутников и их отношением к скорости дрейфа плазмы в высоких широтах, что может приводить к рассогласованию характерных горизонтальных масштабов неоднородностей, к которым ROTI индекс демонстрирует максимальную чувствительность.
Ключевые слова: ионосфера, неоднородности, GPS, Парус, Transit, TEC, ROTI.
Финансирование: Российский научный фонд проект № 23-17-00157.
Автор для переписки: Падохин Артем Михайлович, padokhin@physics.msu.ru
Литература
1. Keskinen M. J., Ossakow S. L. Theories of high-latitude ionospheric irregularities: A review // Radio science. – 1983. – Т. 18. – №. 06. – С. 1077-1091.
2. Tsunoda R. T. High‐latitude F region irregularities: A review and synthesis // Reviews of Geophysics. – 1988. – Т. 26. – №. 4. – С. 719-760.
3. Phelps A. D. R., Sagalyn R. C. Plasma density irregularities in the high‐latitude top side ionosphere // Journal of Geophysical Research. – 1976. – Т. 81. – №. 4. – С. 515-523.
4. Tereshchenko E. D. et al. Statistical tomography of subkilometer irregularities in the high-latitude ionosphere // Radio Science. – 2004. – Т. 39. – №. 1. – С. 1-11.
5. Tereshchenko E. D. et al. Anisotropy of ionospheric irregularities determined from the amplitude of satellite signals at a single receiver // Annales Geophysicae. – Göttingen, Germany: Springer Verlag, 1999. – Т. 17. – №. 4. – С. 508-518.
6. Jacobsen K. S., Dähnn M. Statistics of ionospheric disturbances and their correlation with GNSS positioning errors at high latitudes // Journal of Space Weather and Space Climate. – 2014. – Т. 4. – С. A27.
7. Pi X. et al. Monitoring of global ionospheric irregularities using the worldwide GPS network // Geophysical Research Letters. – 1997. – Т. 24. – №. 18. – С. 2283-2286.
8. Juan J. M. et al. AATR an ionospheric activity indicator specifically based on GNSS measurements // Journal of Space Weather and Space Climate. – 2018. – Т. 8. – С. A14.
9. Padokhin A. M. et al. Application of BDS-GEO for studying TEC variability in equatorial ionosphere on different time scales // Advances in Space Research. – 2019. – Т. 63. – №. 1. – С. 257-269.
10. Luo X. et al. Local ionospheric plasma bubble revealed by BDS Geostationary Earth Orbit satellite observations // GPS Solutions. – 2021. – Т. 25. – №. 3. – С. 117.
11. Yeh K. C., Liu C. H. Radio wave scintillations in the ionosphere // Proceedings of the IEEE. – 1982. – Т. 70. – №. 4. – С. 324-360.
12. Carrano C. S., Groves K. M., Rino C. L. On the relationship between the rate of change of total electron content index (ROTI), irregularity strength (CkL), and the scintillation index (S4) // Journal of Geophysical Research: Space Physics. – 2019. – Т. 124. – №. 3. – С. 2099-2112.
13. Hofmann-Wellenhof B., Lichtenegger H., Wasle E. GNSS–global navigation satellite systems: GPS, GLONASS, Galileo, and more. – Springer Science & Business Media, 2007.
14. International GNSS Service: база данных GPS, ГЛОНАСС : сайт. – USA, Pasadena, 2024. – URL : www.igs.org
15. Kersley L. et al. Radio tomographic imaging of the northern high-latitude ionosphere on a wide geographic scale // Radio science. – 2005. – Т. 40. – №. 05. – С. 1-9.
16. Cherniak I., Zakharenkova I., Krankowski A. IGS ROTI Maps: current status and its extension towards equatorial region and Southern Hemisphere // Sensors. – 2022. – Т. 22. – №. 10. – С. 3748.
17. Kunitsyn V. E. et al. Transcontinental radio tomographic chain: First results of ionospheric imaging // Moscow University Physics Bulletin. – 2009. – Т. 64. – С. 661-663.
Для цитирования:
Падохин А.М., Андреева Е.С., Назаренко М.О., Карлышева А.В., Павлов И.А., Курбатов Г.А. Особенности описания ионосферных неоднородностей высоких широт с помощью ROTI индекса по данным навигационных систем GPS и Transit/Парус // Журнал радиоэлектроники. – 2024. – №. 8. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.8.7