Ссылка для цитирования : Титов Н. С., Николаев П. Н. Предварительная обработка данных спутникового навигационного приемника в задаче трехмерной томографии верхней ионосферы // Изв. вузов. Приборостроение. 2023. Т. 66, № 7. С. 576—584. DOI: 10.17586/0021-3454-2023-66-7-576-584.

Аннотация. Рассмотрена задача трехмерной томографии верхней ионосферы по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем, принимаемым на навигационном приемнике низкоорбитального спутника. Представлена методика предварительной обработки данных спутникового навигационного приемника, которая заключается в прогнозе координат центров масс низкоорбитального спутника и навигационных спутников, оценке полного электронного содержания ионосферы с последующей отбраковкой выбросов, а также в выборе области реконструкции. Методика апробирована на данных, полученных с навигационного приемника космического аппарата из группировки метеорологических спутников FormoSat-7/COSMIC-2. Результаты оценки полного электронного содержания позволяют применить алгоритм непрерывного решения задачи трехмерной томографии ионосферы, что, в свою очередь, позволяет оценить электронную концентрацию ионосферы в верхней ионосфере.

Ключевые слова: ионосфера, наноспутник, томография, псевдодальность, фазовые измерения, полное электронное содержание, COSMIC-2, GPS

Список литературы:

1. Parrot M., Tramutoli V., Liu T. J. Y. et al. Atmospheric and ionospheric coupling phenomena associated with large earthquakes // Eur. Phys. J. Spec. Top. 2021. N 230. Р. 197—225. DOI: 10.1140/epjst/e2020-000251-3.
2. Petit G., Luzum B. IERS Technical Note No. [Электронный ресурс]: , 15.02.2022.
3. Hofmann-Wellenhof B., Lichtenegger H., Collins J. Global Positioning System. Theory and Practice. N. Y.: Springer Verlag Wien, 2001. 382 p.
4. Schrijver C. J., Kauristie K., Aylward A. D. et al. Understanding space weather to shield society: A global road map for 2015—2025 commissioned by COSPAR and ILWS // Adv. Space Res. 2015. N 55 (12). P. 2745—2807. DOI: 10.1016/j.asr.2015.03.023.
5. Leitinger R., Schmidt G., Tauriainen A. An evolution method combining the differential doppler measurements from two stations and enables the calculation of the electron content of the ionosphere // J. Geophys. 1975. N 41 (1). P. 201—213.
6. Солодовников Г. К., Синельников В. М., Крохмальников Е. Б. Дистанционное зондирование ионосферы Земли с использованием радиомаяков космических аппаратов. М.: Наука, 1988. 191 с.
7. Романов А. А., Новиков А. В. Измерение полного электронного содержания ионосферы Земли с помощью многочастотного когерентного зондирующего сигнала // Вопр. электромеханики. Тр. ВНИИЭМ. 2009. Т. 111, № 4. С. 31—36.
8. Nikolaev P., Filonin O., Belokonov I. Rapid filtered back-projection algorithm in 2D ionospheric radio tomography using satellite-to-satellite measurements // Adv. Space Res. 2021. N 68 (10). P. 4167—4188. DOI: 10.1016/ j.asr.2021.07.042.
9. Radon J. On the Determination of Functions from Their Integral Values along Certain Manifolds // IEEE Trans. Med. Imaging. 1986. N 5(4). P. 170—176.
10. Алпатов В. В., Куницын В. Е., Лапшин В. Б., Романов А. А., Тасенко С. В. Опыт создания Росгидрометом сети радиотомографии для исследования и мониторинга ионосферы // Гелиогеофизические исследования. 2012. Вып. 2. C. 60—71.
11. Aleshin I. M., Alpatov V. V., Vasil’ev A. E. et al. Online service for monitoring the ionosphere based on data from the global navigation satellite system // Geomag. Aeron. 2014. N 54 (4). P. 456—462. DOI: 10.1134/ S0016793214040094.
12. Yen N. L., Fong C.-J., Chang G. S. Approaching the First Global Radio Occultation Operational Mission Using Constellation LEO Satellites // EUMETSAT Meteorological Satellite Conf. 2012. 9 p.
13. FormoSat-3. eoPortal Directory [Электронный ресурс]: , 15.02.2022.
14. FormoSat-7. eoPortal Directory [Электронный ресурс]: , 15.02.2022.
15. MetOp. eoPortal Directory [Электронный ресурс]: , 15.02.2022.
16. Ионозонд, Институт космических исследований Российской академии наук [Электронный ресурс]: , 15.02.2022.
17. FORMOSAT-7. National Space Organization [Электронный ресурс]: , 15.02.2022.
18. Романов А. А., Романов А. А., Трусов С. В., Урличич Ю. М. Спутниковая радиотомография ионосферы. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2013. 296 с.
19. UCAR COSMIC Program, 2019: COSMIC-2 Data Products [Data set]. UCAR/NCAR - COSMIC [Электронный ресурс]: , 15.02.2022.
20. Hatanaka Y. A Compression Format and Tools for GNSS Observation Data // Bull. of the Geographical Survey Institute. 2008. N 55.
21. Hoots F. R., Roehrich R. L. Models for Propagation of NORAD Element Sets // Spacetrack Report. 1980. N 3. 91 p.
22. Press W. H. Numerical Recipes: The Art of Scientific Computing. Cambridge Univ. Press, 2007.