Научные статьи \ Математика. Естественные науки \ Науки о земле. Геологические науки \ Вспомогательные геологические науки \ Геофизика

Сибирская сеть приемников сигналов глобальных навигационных спутниковых систем SibNet: текущее состояние

Сибирская сеть приемников сигналов глобальных навигационных спутниковых систем SibNet: текущее состояние

Автор: Ясюкевич Ю.В., Веснин А.М., Перевалова Н.П.

Журнал: Солнечно-земная физика @solnechno-zemnaya-fizika

Статья в выпуске: 4 т.4, 2018 года.

Бесплатный доступ

В 2011 г. в ИСЗФ СО РАН было начато развертывание постоянно действующей сети приемников сигналов глобальных навигационных спутниковых систем. К настоящему моменту в Сибирском регионе на регулярной основе функционируют девять измерительных пунктов сети SibNet (восемь постоянных и один временный). На этих пунктах расположены двенадцать приемников: девять мультичастотных мультисистемных приемников Javad и три специализированных приемника NovAtel GPStation-6, предназначенных для измерения ионосферных фазовых и амплитудных мерцаний. Развернутая сеть позволяет проводить широкий спектр ионосферных исследований, а также изучать качество позиционирования на основе навигационных систем в различных гелиогеофизических условиях. В настоящей статье приведены общая информация о сети, ее технические характеристики и современное состояние, а также сформулированы основные задачи, которые могут решаться с помощью развернутой сети.

Еще

Ионосфера, гнсс, глонасс, полное электронное содержание, мерцания

Короткий адрес: https://sciup.org/142220312

IDR: 142220312   |   УДК: 550.388.2   |   DOI: 10.12737/szf-44201809

SibNet - Siberian global navigation satellite system network: current state

In 2011, ISTP SB RAS began to deploy a routinely operating network of receivers of global navigation satellite system signals. To date, eight permanent and one temporal sites in the Siberian region are operating on a regular basis. These nine sites are equipped with 12 receivers. We use nine multi-frequency multi-system receivers of Javad manufacturer, and three specialized receivers NovAtel GPStation-6 designed to measure ionospheric phase and amplitude scintillations. The deployed network allows a wide range of ionospheric studies as well as studies of the navigation system positioning quality under various heliogeophysical conditions. This article presents general information about the network, its technical characteristics, and current state, as well as the main research problems that can be solved using data from the network.

Еще

Список литературы Сибирская сеть приемников сигналов глобальных навигационных спутниковых систем SibNet: текущее состояние

  • Алпатов В.В., Куницын В.Е., Лапшин В.Б. и др. Опыт создания Росгидрометом сети радиотомографии для исследования и мониторинга ионосферы//Гелиогеофизические исследования. 2012. Вып. 2. С. 60-71.
  • Афраймович Э.Л. Интерференционные методы радиозондирования ионосферы. М.: Наука, 1982. 198 с.
  • Афраймович Э.Л., Перевалова Н.П. GPS-мониторинг верхней атмосферы Земли. Иркутск: ГУ НЦ ВСНЦ СО РАМН, 2006. 480 с.
  • Афраймович Э.Л., Жеребцов Г.А., Перевалова Н.П. и др. Сейсмоионосферные и сейсмоэлектромагнитные процессы в Байкальской рифтовой зоне/отв. ред. Г.А. Жеребцов. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2012. 304 с. (Интеграционные проекты СО РАН, вып. 35).
  • Лухнева О.Ф., Дембелов М.Г., Лухнев А.В. Определение атмосферного влагосодержания по метеорологическим и GPS-данным//Геодинамика и тектонофизика. 2016. Т. 7, № 4. С. 545-553 DOI: 10.5800/GT-2016-7-4-0222
  • Олемской С.В. Реализация проекта «Национальный гелиогеофизический комплекс РАН»//Научный доклад на расширенном заседании Президиума СО РАН 21 декабря 2017 г. Available from: https://www.sbras.ru/files/files/prezidium 20171221/1_olemskoy.pdf (дата обращения 1 октября 2018).
  • Саньков В.А., Лухнев А.В., Мирошниченко А.И. и др. Современные горизонтальные движения и сейсмичность южной части Байкальской впадины (Байкальская рифтовая система)//Физика Земли. 2014. № 6. С. 70-79.
  • Сорокин А.А., Королев С.П., Шестаков Н.В. Организация работы с данными глобальных навигационных спутниковых систем для комплексного исследования современных геодинамических процессов на юге Дальнего Востока России//Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14, № 3. С. 158-172
  • DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-3-158-172
  • Ясюкевич Ю.В., Мыльникова А.А., Иванов В.Б. Определение абсолютного полного электронного содержания по одночастотным спутниковым радионавигационным данным GPS/ГЛОНАСС. Солнечно-земная физика. 2017а. Т. 3, № 1. З. 97-103. 10/12737/23509
  • DOI: 10.12737/23509
  • Ясюкевич Ю.В., Оводенко В.Б., Мыльникова А.А. и др. Методы компенсации ионосферной составляющей ошибки радиотехнических систем с применением данных полного электронного содержания GPS/ГЛОНАСС//Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер. Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2017б. № 2 (34). С. 19-31
  • DOI: 10.15350/2306-2819.2017.1.19
  • Aarons J. Global positioning system phase fluctuations at auroral latitudes//J. Geophys. Res. 1997. V. 102, N A8. P. 17219-17231
  • DOI: 10.1029/97JA01118
  • Afraimovich E.L., Yasukevich Yu.V. Using GPS-GLONASS-GALILEO data and IRI modeling for ionospheric calibration of radio telescopes and radio interferometers//J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2008. V. 70, N. 15. P. 1949-1962. 10.1016/j.jastp.2008.05.006
  • DOI: :10.1016/j.jastp.2008.05.006
  • Afraimovich E.L., Astafyeva E.I., Oinats A.V., et al. Global electron content: a new conception to track solar activity//Ann. Geophys. 2008. V. 26. P. 335-344
  • DOI: 10.5194/angeo-26-335-2008
  • Afraimovich E.L., Astafyeva E.I., Demyanov V.V., et al. Review of GPS/GLONASS studies of the ionospheric response to natural and anthropogenic processes and phenomena//J. Space Weather and Space Climate. 2013. V. 3. A27
  • DOI: 10.1051/swsc/2013049
  • Arikan F., Shukurov S., Tuna H., et al. Performance of GPS slant total electron content and IRI-Plas-STEC for days with ionospheric disturbance//Geodesy and Geodynamics. 2016. V. 7, N 1. P. 1-10
  • DOI: 10.1016/j.geog.2015.12.009
  • Astafyeva E., Zakharenkova I., Huba J.D., et al. Global Ionospheric and thermospheric effects of the June 2015 geomagnetic disturbances: Multi-instrumental observations and modeling//J. Geophys. Res.: Space Phys. 2017. V. 122. P. 11,716-11,742
  • DOI: 10.1002/2017JA024174
  • Bender M., Dick G., Ge M., et al. Development of a GNSS water vapour tomography system using algebraic reconstruction techniques//Adv. Space Res. 2011. V. 47. P. 1704-1720
  • DOI: 10.1016/j.asr.2010.05.034
  • Bevis M., Businger S., Herring T.A., et al. GPS mete-orology: Remote sensing of atmospheric water vapor using the global positioning system//J. Geophys. Res. 1992. V. 97. D14. P. 15787-15801
  • DOI: 10.1029/92JD01517
  • Devi M., Barbara A.K., Oyama K.-I., Chen C.-H. Earthquake induced dynamics at the ionosphere in presence of magnetic storm//Adv. Space Res. 2014. V. 53. P. 609-618
  • DOI: 10.1016/j.asr.2013.11.054
  • Ding F., Wan W., Li Q., et al. Comparative climatological study of largescale traveling ionospheric disturbances over North America and China in 2011-2012//J. Geophys. Res.: Space Phys. 2014. V. 119. P. 519-529. 019523
  • DOI: 10.1002/2013JA
  • Dong Z., Jin S. 3-D water vapor tomography in Wuhan from GPS, BDS and GLONASS Observations//Remote Sens. 2018. V. 10, N 1. 62
  • DOI: 10.3390/rs10010062
  • Dow J.M., Neilan R.E., Rizos C. The International GNSS Service in a changing landscape of Global Navigation Satellite Systems//J. Geodesy. 2009. V. 83. P. 191-198. 10.1007/s0019000803003
  • DOI: :10.1007/s0019000803003
  • Gulyaeva T.L., Stanislawska I. Derivation of a planetary ionospheric storm index//Ann. Geophys. 2008. V. 26. P. 2645-2648
  • DOI: 10.5194/angeo-26-2645-2008
  • Hernández-Pajares M., Juan J.M., Sanz J., et al. The IGS VTEC maps: a reliable source of ionospheric information since 1998//J. Geodesy. 2009. V. 83, N 3-4. P. 263-275
  • DOI: 10.1007/s00190-008-0266-1
  • Hofmann-Wellenhof B., Lichtenegger H., Wasle E. GNSS-Global Navigation Satellite Systems, Springer, 2008. 531 р
  • DOI: 10.1007/978-3-211-73017-1
  • Jakowski N., Beniguel Y., de Franceschi G., et al. Monitoring, tracking and forecasting ionospheric perturbations using GNSS techniques//J. Space Weather and Space Climate. 2012a. V. 2. A22
  • DOI: 10.1051/swsc/2012022
  • Jakowski N., Borries C., Wilken V. Introducing a Disturbance Ionosphere Index (DIX)//Radio Sci. 2 012b. V. 47, RS0L14
  • DOI: 10.1029/2011RS004939
  • Jayachandran P.T., Langley R.B., MacDougall J.W., et al. The Canadian high arctic ionospheric network (CHAIN)//Radio Sci. 2009. V. 44. RS0A03
  • DOI: 10.1029/2008RS004046
  • Jin S., Occhipinti G., Jin R. GNSS ionospheric seismology: Recent observation evidences and characteristics//Earth Sci. Rev. 2015. V. 147. P. 54-64. 10.1016/j. earscirev.2015.05.003
  • DOI: :10.1016/j.earscirev.2015.05.003
  • Juan J.M., Sanz J., Rovira-Garcia A., et al. AATR an ionospheric activity indicator specifically based on GNSS measurements//J. Space Weather and Space Climate. 2018. V. 8. A14
  • DOI: 10.1051/swsc/2017044
  • Kunitsyn V., Kurbatov G., Yasyukevich Yu., Padokhin A. Investigation of SBAS L1/L5 signals and their application to the ionospheric TEC studies//Geoscience and Remote Sensing Lett. 2015. V. 12, N 3. P. 547-551. 2350037
  • DOI: 10.1109/LGRS.2014
  • Kunitsyn V.E., Padokhin A.M., Kurbatov G.A., et al. Ionospheric TEC estimation with the signals of various geostationary navigational satellites//GPS Solutions. 2016. V. 20, N 4. P. 877-884
  • DOI: 10.1007/s10291-015-0500-2
  • Lanyi G.E., Roth T. A comparison of mapped and measured total ionospheric electron content using global posi-tioning system and beacon satellite observations//Radio Sci. 1988. V. 23, N 4. P. 483-492. i004p00483
  • DOI: 10.1029/rs023
  • Larson K.M., Nievinski F.G. GPS snow sensing: results from the Earth Scope Plate Boundary Observatory//GPS Solutions. 2013. V. 17. P. 41-52
  • DOI: 10.1007/s10291-012-0259-7
  • Löfgren J.S., Haas R., Johansson J.M. Monitoring coastal sea level using reflected GNSS signals//Adv. Space Res. 2011. V. 47, N 2, P. 213-220
  • DOI: 10.1016/j.asr.2010.08.015
  • Lukhnev A.V., San’kov V.A., Miroshnichenko A.I., et al. GPS rotation and strain rates in the Baikal-Mongolia region // Russian Geology and Geophysics. 2010. V. 51, N 7. P. 785-793
  • DOI: 10.1016/j.rgg.2010.06.006
  • Mannucci A.J., Wilson B.D., Yuan D.N., et al. A global mapping technique for GPS-derived ionospheric TEC measurements//Radio Sci. 1998. V. 33, N 3. P. 565-582
  • DOI: 10.1029/97RS02707
  • Mazzotti S., Dragert H., Henton J., et al. Current tectonics of northern Cascadia from a decade of GPS measurements//J. Geophys. Res. 2003. V. 108, N B12. 2554. 10.1029/2003JB002653
  • DOI: :10.1029/2003JB002653
  • Mitchell C.N., Spencer P.S.J. A threedimensional timedependent algorithm for ionospheric imaging using GPS//Ann. Geophys. 2003. V. 46, N 4. P. 687-696. 10.4401/ag-4373
  • DOI: :10.4401/ag-4373
  • Mitchell C.N., Alfonsi L., de Franceschi G., et al. GPS TEC and scintillation measurements from the polar ionosphere during the October 2003 storm//Geophys. Res. Lett. 2005. V. 32. L12S03
  • DOI: 10.1029/2004GL021644
  • Nesterov I.A., Kunitsyn V.E. GNSS radio tomography of the ionosphere: The problem with essentially incomplete data//Adv. Space Res. 2011. V. 47, N 10. P. 1789-1803. 10.1016/j.asr.2010.11.034
  • DOI: :10.1016/j.asr.2010.11.034
  • Nesterov I.A., Andreeva E.S., Padokhin A.M., et al. Ionospheric perturbation indices based on the low-and high-orbiting satellite radio tomography data//GPS Solutions. 2017. V. 21, N4. P. 1679-1694
  • DOI: 10.1007/s10291-017-0646-1
  • Otsuka Y., Suzuki K., Nakagawa S., et al. GPS ob-servations of medium-scale traveling ionospheric disturbances over Europe//Ann. Geophys. 2013. V. 31, N 2. P. 163-172
  • DOI: 10.5194/angeo-31-163-2013
  • Ovodenko V.B., Trekin V.V., Korenkova N.A., Klimenko M.V. Investigating range error compensation in UHF radar through IRI-2007 real-time updating: Preliminary results//Adv. Space Res. 2015. V. 56, N 5. P. 900-906. 10.1016/j.asr.2015.05.017
  • DOI: :10.1016/j.asr.2015.05.017
  • Padokhin A.M., Kurbatov G.A., Andreeva E.S., et al. Estimation of sea level variations with GPS/GLONASS-reflectometry technique//Proc. Of SPIE. 2017. V. 104667J: 23rd International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics
  • DOI: 10.1117/12.2288741
  • Perevalova N.P., Shestakov N.V., Voeykov S.V., et al. Ionospheric disturbances in the vicinity of the Chelyabinsk meteoroid explosive disruption as inferred from dense GPS observations//Geophys. Res. Lett. 2015. V. 42. P. 6535-6543
  • DOI: 10.1002/2015GL064792
  • Pi X., Mannucci A.J., Lindqwister U.J., Ho C.M. Monitoring of global ionospheric irregularities using the worldwide GPSnetwork//Geophys. Res. Lett. 1997. V. 24. P. 2283-2286
  • DOI: 10.1029/97GL02273
  • Priego E., Jones J., Porres M.J., Seco A. Monitoring water vapour with GNSS during a heavy rainfall event in the Spanish Mediterranean area//Geomatics, Natural Hazards and Risk. 2017. V. 8, N 2. P. 282-294. 05.2016.1201150
  • DOI: 10.1080/194757
  • Ruffini G., Flores A., Rius A. GPS tomography of the ionospheric electron content with a correlation functional//IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 1998. V. 36, N 1. P. 143-153
  • DOI: 10.1109/36.655324
  • Segall P., Davis J.L. GPS applications for geodynamics and earthquake studies//Ann. Rev. Earth Planet. Sci. 1997. V. 25. P. 301-336
  • DOI: 10.1146/annurev.earth.25.1.301
  • Schaer S., Beutler G., Rothacher M. Mapping and predicting the ionosphere//Proc. IGS AC Workshop, Darmstadt, Germany, February 9-11, 1998. P. 307-320.
  • Schunk R.W., Scherliess L., Sojka J.J., Thompson D. Global Assimilation of Ionospheric Measurements (GAIM)//Radio Sci. 2004. V. 39, RS1S02
  • DOI: 10.1029/2002RS002794
  • Shanmugam S., Jones J., MacAulay A., van Dierendonck A.J. Evolution to modernized GNSS ionospheric scintillation and TEC monitoring//IEEE/ION PLANS 2012 -April 24-26, Myrtle Beach, SC, Session B2A. 2012. Available from: http://www.novatel.com/assets/Documents/Papers/PID2363033.pdf (дата обращения 1 октября 2018).
  • Shestakov N.V., Gerasimenko M.D., Takahashi H., et al. Present tectonics of the southeast of Russia as seen from GPS observations//Geophys. J. Intern. 2011. V. 184, N 2. P. 529-540
  • DOI: 10.1111/j.1365-246X.2010.04871.x
  • Solomentsev D., Khattatov B., Codrescu M., et al. Ionosphere state and parameter estimation using the ensemble square root filter and the global three-dimensional first-principle model//Space Weather. 2012. V. 10. S07004
  • DOI: 10.1029/2012SW000777
  • Tsugawa T., Nishioka M., Ishii M., et al. Total electron content observations by dense regional and worldwide international networks of GNSS//J. Disaster Res. 2018. V. 13, N 3. P. 535-545
  • DOI: 10.20965/jdr.2018.p0535
  • Voeykov S.V., Berngardt O.I., Shestakov N.V. Use of the index of TEC vertical variation disturbance in studying ionospheric effects of the Chelyabinsk meteorite//Geomagnetism and Aeronomy. 2016. V. 56, N 2. P. 219-228
  • DOI: 10.1134/S0016793216020122
  • Yasyukevich Yu.V., Zhivetiev I.V., Kiselev A.V., et al. Tool for creating maps of GNSS total electron content//Proc. Progress in Electromagnetics Research Symposium. Toyama, Japan, 1-4 August 2018. 180330063056.
  • Yeh K.C., Liu C.H. Radio wave scintillation in the ionosphere//Proc. of IEEE. 1982. V. 70, N 4. P. 324-360
  • DOI: 10.1109/PROC.1982.12313
  • Zhou F., Dong D., Li W., et al. GAMP: An opensource software of multi-GNSS precise point positioning using undifferenced and uncombined observations//GPS Solutions. 2018. V. 22. 33
  • DOI: 10.1007/s10291-018-0699-9
  • Zolesi B., Belehaki A., Tsagouri I., Cander Lj.R. Real-time updating of the Simplified Ionospheric Regional Model for operational applications//Radio Sci. 2004. V. 39, N 2. RS2011
  • DOI: 10.1029/2003RS002936
  • URL: http://www.unavco.org (дата обращения 1 октября 2018).
  • URL: ftp://terras.gsi.go.jp/data (дата обращения 1 октября 2018).
  • URL: ftp://nfs.kasi.re.kr/gps/data/daily (дата обращения 1 октября 2018).
  • URL: ftp://ftp.sonel.org/gps/data (дата обращения 1 октября 2018).
  • URL: ftp://ftp.trignet.co.za (дата обращения 1 октября 2018).
  • URL: https://hive.geosystems.aero (дата обращения 1 октября 2018).
  • URL: http://smartnet ru.com (дата обращения 1 октября 2018).
  • URL: https://eftcors.ru (дата обращения 1 октября 2018).
  • URL: http://rtknet.ru (дата обращения 1 октября 2018).
  • URL: https://simurg.iszf.irk.ru (дата обращения 1 октября 2018).
  • URL: http://ckp-rf.ru/ckp/3056 (дата обращения 1 октября 2018).
  • URL: http://omniweb.gsfc.nasa.gov (дата обращения 1 октября 2018).
Еще
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp