Инверсия ионограмм возвратно-наклонного зондирования в параметры квазипараболического ионосферного слоя
Автор: Пономарчук С.Н., Пензин М.С.
Журнал: Солнечно-земная физика @solnechno-zemnaya-fizika
Статья в выпуске: 3 т.6, 2020 года.
Бесплатный доступ
Представлена схема инверсии переднего фронта сигнала возвратно-наклонного зондирования (ВНЗ) в параметры квазипараболического профиля электронной концентрации на основе сравнения экспериментальных и вычисленных минимальных задержек рассеянных сигналов и соответствующих дальностей до границы освещенной зоны. Входными параметрами являются частотные зависимости минимального группового пути распространения сигналов, полученные в результате обработки и интерпретации ионограмм ВНЗ. Для фиксированной частоты зондирования пара параметров ионосферы - критическая частота и высота максимума слоя F2 - определяется как точка пересечения двух кривых, являющихся решениями задачи минимизации функционалов невязки для минимального группового пути и дальности до границы освещенной зоны. Определение параметров ионосферы по данной схеме инверсии на сетке частот зондирования позволяет построить двумерное распределение электронной концентрации в направлении возвратно-наклонного зондирования.
Ионосфера, ионограмма, распространение радиоволн, возвратно-наклонное зондирование ионосферы
Короткий адрес: https://sciup.org/142225917
IDR: 142225917 | УДК: 621.371.3, | DOI: 10.12737/szf-63202009
Inversion of backscatter ionograms into quasi-parabolic ionospheric layer parameters
We present an inversion scheme of the backscatter signal leading edge into parameters of the quasi-parabolic electron density profile, which is based on the comparison of experimental and calculated minimum delays of scattered signals with corresponding distance to the skip zone border. Input parameters are frequency dependences of minimum group path of signal propagation, derived from processing and interpreting backscatter ionograms. For a fixed sounding frequency, the ionospheric parameter pair - the critical frequency and height of the F2-layer maximum - is defined as the intersection point of two curves representing solutions of minimization problems for discrepancy functionals of the minimum group path and the range to the skip zone border. Determining the ionospheric parameters by this inversion scheme on the sounding frequency grid allows us to construct a two-dimensional distribution of electron density in the direction of backscatter sounding.
Список литературы Инверсия ионограмм возвратно-наклонного зондирования в параметры квазипараболического ионосферного слоя
- Куркин В.И., Орлов И.И., Попов В.Н. Метод нормальных волн в проблеме коротковолновой радиосвязи. М.: Наука, 1981. 122 с.
- Подлесный А.В., Брынько И.Г., Куркин В.И. и др. Многофункциональный ЛЧМ-ионозонд для мониторинга ионосферы // Гелиогеофизические иссл. 2013. Вып. 4. С. 24-31.
- Пономарчук С.Н., Грозов В.П., Котович Г.В. и др. Диагностика КВ-радиоканала по данным возвратно-наклонного зондирования ионосферы непрерывным ЛЧМ-сигналом // Солнечно-земная физика. 2018. Т. 4, № 2. С. 47-54. DOI: 10.12737/szf-42201804
- Пономарчук С.Н., Куркин В.И., Пензин М.С. Исследование особенностей возвратно-наклонного зондирования ионосферы на базе ЛЧМ-ионозонда // Солнечно-земная физика. 2017. Т. 3, № 3. С. 61-69. DOI: 10.12737/szf-33201706
- Benito E., Bourdillon A., Bourdillon A., Rannou V. Inversion of HF backscatter ionograms using elevation scans // J. Atm. Solar-Terr. Phys. 2008. V. 70, N 15. P. 1935-1948. DOI: 10.1016/j.jastp.2008.09.031
- Bilitza D., Altadill D., Truhlik V., Shubin V., Galkin I., Reinisch B., Huang X. International Reference Ionosphere 2016: From ionospheric climate to real-time weather predictions // Space Weather. 2017. V. 15, N 2. P. 418-429.
- Croft T.A. Hoogansian H. Exact ray calculations in a quasi-parabolic ionosphere with no magnetic field // Radio Sci. 1968. V. 3, N 1. P. 69-74.
- Davies K.. Ionospheric Radio Waves. Blaisdell, London, 1969. 460 p.
- Li N., Zhao Z., Zhou C., et al. Inversion of sweep frequency backscatter ionogram from Monostatic HF Sky-Wave Radar // IEEE Geoscience and Remote Sensing Lett. 2013. V. 10, N 6. P. 1360-1364.
- Norman R.J., Dyson P.L. HF radar backscatter inversion technique // Radio Sci. 2006. V. 41. RS4010,
- DOI: 10.1029/2005RS003355
- Penzin M.S., Ponomarchuk S.N., Grozov V.P., Kurkin V.I. Real-time techniques for interpretation of ionospheric backscatter sounding data // Radio Sci. 2019. V. 54, iss. 5. P. 480-491.
- DOI: 10.1029/2018RS006656
- Ponomarchuk S.N, Kurkin V.I., Oinats A.V. The diagnostics of ionosphere and earth ground surface by backscatter sounding data // Proc. PIERS-2009. Moscow, 2009. V. I-II, P. 1307-1310.
- Rao N.N. Inversion of sweep-frequency sky-wave backscatter leading edge for quasiparabolic ionospheric layer parameters // Radio Sci. 1974. V. 9, N 10. P. 845-847.
