.Загороднов Николай Михайлович
Научный руководитель: Якубов Владимир Петрович, доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой Радиофизики ТГУ
Томский государственный университет, г. Томск ,Россия
Существует две схемы радиопросвечивания атмосферы [1]. К первой схеме просвечивания относятся эксперименты, при которых источник и приемник излучения находятся за пределами атмосферы, например на борту ИСЗ, а в атмосферу Земли погружается лучевая линия волны. Единственный, но существенный недостаток этой схемы просвечивания заключается в дороговизне организации соответствующей службы наблюдений. Вторая схема просвечивания - это схема, когда один из пунктов либо передатчик, либо приемник располагается на Земле [2]. Эта схема адекватна многим существующим линиям космической связи, локации и навигации и может быть легко реализуема. Именно с этой схемой связано предлагаемое в работе решение.
Исходными данными для решения задач
и
являются значения относительного сдвига частоты
,
вызванного влиянием атмосферы, в зависимости от
зенитного угла приема волны 
, неизвестным –
распределение показателя преломления 
по
высоте. Возникающая задача путем нелинейной
замены переменных 
и 
сводится к
интегральному уравнению типа свертки
.
Здесь введены функции
и 
,
связанные с измеряемой и неизвестной функциями,
через 
и 
обозначены соответственно радиус
Земли и приземное значение показателя
преломления. Записанное уравнение решается с
использованием преобразования Фурье.
Задача является неустойчивой и для её решения применяется регуляризация. Параметр регуляризации выбирается в зависимости от уровня зашумленности исходных данных. Для проверки эффективности предлагаемого решения используется численное моделирование для тропосферы и ионосферы отдельно. На рис.1-2 приведены результаты восстановления модельных высотных профилей для тропосферы и ионосферы. Сплошными кривыми показаны профили использованные в качестве модельных. Для ионосферы результаты пересчитаны в профиль электронной концентрации. Видна достаточно хорошая восстанавливаемость профилей.
|
Рис.1. Профиль показателя преломления тропосферы |
|
Рис.2. Профиль электронной концентрации ионосферы |
Наземные наблюдения за спутниковыми сигналами могут в определенной степени заменить дорогостоящие метеорологические и ракетные измерения высотных профилей показателя преломления и тропосферы и ионосферы по всей их толщине. Этот результат особенно интересен для ионосферных измерений, при которых верхняя часть ионосферы вообще недоступна для стандартных наземных радиозондирований ионосферными станциями.
Решение данной задачи может быть использовано для восстановления высотных распределений давления, влажности, электронной концентрации и т.п.
Литература
1. Яковлев О.И. Космическая радиофизика. М.: Научная книга, 1998, 432с.
2. Якубов В.П. Доплеровская сверхбольшебазовая интерферометрия. Томск: Изд-во Водолей, 1997, 246с.
e-mail: asf@asf.e-burg.ru
