|
Применение вейвлет к анализу временных рядов сигналов, отраженных от ионосферы Ростовский государственный университет Научный руководитель: Вертоградов Генадий Георгиевич, кандидат физико-технических наук В настоящее время можно считать однозначно установленным, что помимо регулярно наблюдаемых глобальных вертикальных и горизонтальных неоднородностей для ионосферной плазмы характерно наличие мелких и среднемасштабных нерегулярностей различной природы. Среди них особое место по влиянию на системы связи и радиопеленгацию занимают среднемасштабные неоднородности волновой природы, известные в литературе как перемещающиеся волновые ионосферные возмущения (ПИВ). ПИВ обуславливают лучевую структуру поля в точке приема, изменение амплитудных и фазовых соотношений между парциальными лучами, вариации угловых и дистанционных характеристик декаметровых радиоволн. Как следствие, ионосферные нерегулярности обуславливают временные вариации поля и его статистические свойства, ограничивая, с одной стороны, пропускную способность канала ДКМ, с другой, существенно осложняют решение задач местоопределения источника радиоизлучения.Поэтому при решении задач прогнозирования ДКМ канала, одноточечного местоопределения, учет влияния неоднородностей и ПИВ , в частности, является необходимым условием получения более качественных результатов.Традиционно, при решении задач измерения и оценки параметров ПИВ использовались классические методы спектрального анализа с применением различных оконных функций. Этот подход не лишен недостатков, которые, в основном, состоят в следующем:
От этих недостатков может быть свободен относительно новый метод цифровой обработки - вейвлет анализ. К сожалению, количество публикаций по применению этого метода применительно к практическому анализу временных рядов следует признать недостаточным, особенно в части интерпретации получаемых при вейвлет анализе скалограмм. Цель настоящей работы заключается в применении вейвлет анализа к временным записям квадратурных компонент отраженных от ионосферы сигналов ДКМВ. Ставилась задача выбрать базовый вейвлет, пригодный для анализа, дать интерпретацию получаемых скалограмм, попытаться разработать методику идентификации ионосферных неоднородностей и оценки их параметров. Для этого использовались записи квадратурных компонент сигналов ДКМВ, полученных на трассах различной протяженности. Сравнивались результаты классической спектральной обработки данных со скользящим спектральным окном со скалограммами, полученными вейвлет разложением. На рис. 1 показан пример развертки во времени пяти максимальных по амплитуде спектральных максимумов.
рис. 1 Рис. 2 иллюстрирует соответствующую скалограмму, из которой видно, что наблюдаются периодические максимумы, соответствующие вариациям доплеровских сдвигов под действием ПИВ.
рис. 2 Предварительные результаты вейвлет обработки записей квадратурных компонент отраженных от ионосферы сигналов позволяют заключить, что вейвлет анализ имеет преимущества для идентификации и оценки параметров ионосферных неоднородностей |
| (c) АСФ России, 2001 |