Презентация ионосфера

1. ООО «ЭКС САТ РРЕ Космическое
агентство»

2. Повышение безопасности и
эффективности применения ВВТ на
основе создания технологий и
реализации системы оперативного
мониторинга естественной и
преднамеренной модификации
ионосферы

3. В США в рамках инициативы SSI (Space Superiority
Initiative) пристальное внимание уделяется разработке
адаптивных мер защиты ракетно-космических систем от
воздействия неблагоприятных гелиогеофизических
факторов, как естественного происхождения, так и
индуцируемых преднамеренно.
Проводятся исследования по искусственной
модификации ионосферы и магнитосферы (HAARP) и
разработкам средств радиофизического воздействия,
имеющие целью ограничение свободы действий других
стран в космосе.
Новая ассимиляционная динамическая глобальная
модель ионосферы принята (для GPS) на вооружение в
ВВС США, сертифицирована в ЕКА, планируется в
Японии для навигационной системы QZSS.

4. Подтверждена зависимость частоты отказов
бортовой аппаратуры КА от аномального
проявления геофизических факторов в ОКП.
Выявлены и исследуются эффекты влияния
естественно и искусственно возмущенной
области ионосферы на параметры сигналов
навигационных космических систем.
Обоснована необходимость внесения поправок
в бортовые и наземные средства координатно-
временной привязки ВВТ.
Создан научно-технический задел по
разработке новой модели ионосферы
(аналогичной США).

5. Преимущества метода:
1. Возможность
использования сигналов уже
существующих
навигационных космических
систем.
2. Возможность
использования наземных и
бортовых (штатных)
навигационных приемников.
3. Возможность получения
данные от многих источников.
4. Данные измерений
содержат информацию о всей
толще ионосферы.

6. 1. Проведение теоретических исследований
2.Разработка новой динамической ассимиляционной глобальной трехмерной
модели ионосферы
3.Проведение натурных экспериментов по искусственному возмущению
локальных областей ионосферы с привлечением отечественного
нагревного стенда "Сура" и комплексов ионосферного зондирования
4.Разработка алгоритмов и программ приема и обработки данных наземных
и бортовых средств мониторинга ионосферы по сигналам ГНСС
ГЛОНАСС/GPS
5.Разработка действующих макетов аппаратно-программных комплексов
(АПК): - макет интегрированного АПК сбора данных о состоянии ионосферы
и разработки выходных информационных продуктов
- макет АПК приема и обработки данных зондировании ионосферы по
характеристикам сигналов навигационных космических систем
GPS/ГЛОНАСС
6.Разработка рабочей конструкторской и эксплуатационной документации
7.Проведение экспериментальных исследований и испытаний макетов
разработанных аппаратно-программных комплексов

7. 1.Проведение теоретических и экспериментальных
исследований
2. Создание элементов технологии и макетов аппаратно-
программных комплексов. Проведение
экспериментальных проверок.
3. Создание макета интегрированного аппаратно-
программного комплекса. Проведение испытаний.
Разработка РКД.

8.  Тип модели:
• Глобальная 3-D модель ионосферы
 Масштаб сетки модели
• Не менее 1млн. глобально распределенных ячеек, число которых легко может быть
увеличено при использовании более мощных компьютеров.
 Диапазон моделирования параметров ионосферы:
• От 80 км до 30 000 км по высоте
• 85N – 85S по широтам северного и южного полушарий
 Используемые входные данные для ассимиляции :
• Данные оперативных измерений общего содержания электронов в ионосфере по
анализу радиосигналов системы GPS и ГЛОНАС, принимаемых наземной сетью станций.
 Выходные параметры модели:
• Квази-реальные по времени 3-х мерные распределения плотности электронов и 7-ми
основных ионов, температуры и скорости.
• Величины задержек времени распространения сигналов GPS между выбранной точкой
внутри на сетке модели и всеми видимыми спутниками системы GPS.
• 2-х мерные карты вероятности появления аномалий в распределении ионосферных
параметров и вероятностей появления искажений сигналов по трассам «земля -
спутник», «cпутник – земля».
 Точность/Погрешность( среднеквадратичное отклонение):
• Глобальная средняя точность 2-3 TEC единиц, эквивалентная 30-45 см задержки в
ионосфере.

9. Эксперимент (в США) по определению точности системы коррекции данных
одночастотных приёмников. GPS приёмник находится на треножнике,
подсоединён к ноутбуку в багажнике машины. Результаты на рисунке: синий
цвет – разброс координат без учета модели, красный - с учетом модели.

10. Долготно-широтное распределение прогноза перебоев
связи Космос- Земля, рассчитанное по модели

11. Результаты расчета 3-х мерных распределений
электронной плотности в ионосфере

12. Результаты расчета 3-х мерных мгновенных
распределений плотности (слева), скорости (в
середине), и температуры(спава) для атомарного
водорода

13. Различные изображения сетки
ионосферной модели сверх высокого
разрешения для Японии и Кореи

14. Пример обнаружения локальных ионосферных
неоднородностей в модели сверхвысокого разрешения

15. Пример вычисленных траекторий плазмы на
высоких широтах как следствие работы нагревного
стенда.