УДК
535.37:523.42
Погрешности определения электронной
концентрации при решении обратной задачи радиопросвечивания дневной ионосферы
Венеры
А. Л. Гаврик
Фрязинский филиал
Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, 141120,
Московская область, Фрязино, пл. академика Введенского, 1
Статья поступила в
редакцию 31 августа 2018 г.
Аннотация. Выполнены анализ ошибок определения концентрации электронов в
дневной ионосфере Венеры по результатам радиопросвечивания и оценка перспективы
получения более точной информации о свойствах ее ионосферы по данным
завершенных и планируемых миссий. Исследование основано на данных спутников
Венера-9,-10,-15,-16 и моделировании эксперимента радиопросвечивания. По результатам
радиозатменных экспериментов завершенных миссий в дневной ионосфере Венеры
выделены области vF2, vF1, vE, vD, указывающие на
слоистую, стратифицированную структуру ионосферы, обусловленную преобладающими
физическими процессами, которые аналогичны процессам в слоях F2, F1, E, D земной ионосферы. Расчеты
электронной концентрации основаны на интегрировании данных, искаженных
широкополосным шумом. Моделирование эксперимента показало, что погрешность
определения концентрации электронов в разных областях ионосферы разная. Главным
источником погрешностей метода радиозатмений является межпланетная плазма на
трассе радиосвязи если ее влияние на параметры радиоволны существенно превышает
флуктуации амплитуды, фазы и частоты радиоволны, обусловленные ограниченной
стабильностью аппаратуры и низким энергетическим потенциалом радиолинии.
Установлено, что в области vD
всегда будет максимальное влияние факторов, ухудшающих достоверность сведений
об ионосфере. Для исследования процессов, ответственных за динамические
изменения в системе атмосфера-ионосфера, в планируемой миссии Венера-Д
необходимо увеличить энергетический потенциал радиолинии. Как следствие, усовершенствованные
методы анализа результатов радиозатмений позволят получить новые сведения о
Венере с хорошей точностью.
Ключевые слова: распространение радиоволн, радиопросвечивание
ионосфер, флуктуации частоты и мощности радиоволн.
Abstract. The analysis of errors in the
determination of electron density in the daytime ionosphere of Venus based on
the results of radio occultation and an assessment of the prospects for
obtaining more accurate information about the properties of its ionosphere from
the data of completed and planned missions are presented. The study was
performed on the basis of the data of the Venus-9,-10,-15,-16 satellites and
the simulation of the occultation experiment. According to the radio occultation experiments of completed missions,
the vF2, vF1, vE, vD regions are identified in the daytime ionosphere of Venus,
indicating the stratified structure of the ionosphere due to prevailing
physical processes that are analogous to the processes in the terrestrial
ionosphere layers F2, F1, E, D. Electron density calculations are based on the
integration of data distorted by broadband noise. The simulation of the
experiment showed that the error in determining the electron density in
different regions of the ionosphere is different. The main source of error
in the method of radio occultation is interplanetary plasma on
the radio communication path if its influence on the parameters of the radio
wave significantly exceeds the fluctuations in the amplitude, phase and
frequency of the radio wave caused by the limited stability of the equipment
and the low energy potential of the radio link. It is established that in the
region of vD there will always be a maximum effect of factors that impair the
reliability of the information on the ionosphere. To study the processes
responsible for dynamic changes in the atmosphere-ionosphere system, it is
necessary to increase the energy potential of the radio link in the planned
mission of Venera-D. As a result, improved methods of data analysis will allow
obtaining new information about Venus with good accuracy.
Keywords: radio wave propagation,
occultation of ionosphere, fluctuations in frequency and power of radio waves.
Для цитирования:
А. Л. Гаврик. Погрешности определения электронной концентрации
при решении обратной задачи радиопросвечивания дневной ионосферы Венеры. Журнал
радиоэлектроники [электронный журнал]. 2018. № 9. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/sep18/2/text.pdf
DOI 10.30898/1684-1719.2018.9.2