Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Учёт влияния ионосферы

Читайте также:
  1. Анализ влияния на себестоимость прямых материальных затрат
  2. Анализ влияния на себестоимость трудовых затрат
  3. Анализ их влияния на деятельность объектов, сил ГО и населения
  4. В. Понятие власти, влияния и лидерства.
  5. Валовой выпуск и ВДС: расчет для отдельных секторов экономики и расчет абсолютного прироста в результате влияния отдельных факторов.
  6. Возникновение Древнерусского государства. Роль норманского влияния.
  7. Глава 3 Психология массы: проблема социального влияния
  8. Задача и пример расчета влияния факторов
  9. Изучение влияния блочноотн системы на резонансное поглощение. Лабораторная работа №3. - Горький: ГПИ им.А.А.Жданова.
  10. Индексный анализ влияния структурных изменений

Ионосфера, простирающаяся от высоты около 50 км до примерно 1000 км над Землей, является областью ионизованных газов (свободных электронов и ионов). Ионизация вызывается солнечной радиацией, и состояние ионосферы определяется преимущественно интенсивностью солнечной активности. Ионосфера состоит из слоев (называемых слоями D, E, F1 и F2) на различных высотах, каждый со своими скоростями образования и потери свободных электронов. Пик электронной плотности (количество электронов в кубическом метре) приходится на диапазон высот в 250-400 км (слой F2).

Физические характеристики ионосферы изменяются ото дня к ночи в широких пределах. Когда Солнце восходит, его ультрафиолетовое излучение начинает разлагать молекулы газа (в основном H2 и He на больших высотах, а на меньших высотах – O2 и N2) на ионы и свободные электроны. Пик электронной плотности наступает около 2 часов после местного полдня, а затем плотность начинает уменьшаться. Ночью ионизация не происходит, и ионы и электроны находят друг друга и рекомбинируют, уменьшая количество свободных электронов. Наблюдаются значительные изменения в зависимости от времени года и фазы 11-летнего цикла солнечной активности. (Текущий солнечный цикл начался в 1995 г. и имел пик в 2000 г.) Может также проявляться значительная изменяемость ото дня ко дню, в зависимости от солнечной активности и геомагнитных нарушений. Есть также непредсказуемые краткосрочные влияния и локальные аномалии (подвижные ионосферные нарушения).

Скорость распространения радиосигналов в ионосфере зависит от числа свободных электронов на их пути, определяемых величиной полной электронной концентрации TEC (Total Electron Content). Это число электронов, содержащихся в столбе сечением в 1 м2, простирающемся от приемника до спутника:

где ne (s) - переменная электронная плотность вдоль пути сигнала, а интегрирование производится вдоль пути сигнала от спутника S к приемнику R. Длина пути через ионосферу самая короткая в направлении зенита, и поэтому TEC имеет наименьшее значение в вертикальном направлении (TECV). Величина TEC измеряется в единицах TECU (TEC Units), определяемых как 1016 электронов/м2. Обычно TECV изменяется между 1 и 150 TECU. В данном месте и в данное время TECV может изменяться на 20-



25% от его среднемесячного значения. Современные модели ионосферы не обеспечивают адекватное представление изменений в TEC между сутками. Ионосфера обычно имеет спокойное поведение в умеренных широтах, но может флуктуировать вблизи экватора и магнитных полюсов. Район с наивысшей ионосферной задержкой лежит в пределах ±20° от магнитного экватора. Солнечные вспышки и последующие магнитные бури могут

создавать обширные и быстрые флуктуации в фазе несущей (называемые сцинтилляциями) и в амплитуде (называемые затуханиями) сигналов СРНС. Это явление, хотя и кратковременное и нечастое в средних широтах, может создавать трудности в непрерывном отслеживании сигналов в полярных и экваториальных районах.

При геодезическом использовании спутниковых измерений наибольшее распространение получил метод учета влияния ионосферы, базирующийся на применении двух несущих частот L\ и L2. Поскольку данный метод заслуживает повышенного внимания при высокоточных геодезических спутниковых измерениях, то изложим вкратце обоснование двухчастотного принципа исключения ионосферных задержек применительно к фазовым измерениям. Для упрощения математических выкладок пренебрежем на данной стадии (также, как и в подразделе 2.8) влиянием тропосферы, т. е. предположим, что влияние атмосферы сводится только к воздействию ионосферы на результаты спутниковых фазовых измерений. При этом приведенные в разделе 2 формулы (2.36) могут быть представлены в следующем, несколько модернизированном виде:



где тао'геом = р/с + (8tc-Stnp) - время прохождения радиосигналом геомет- рического расстояния между спутником и приемником, включающее в себя и временные поправки, обусловленные уходом часов на спутнике и в приемнике; k/fL1L2- поправка, учитывающая влияние ионосферы. Из совместного решения уравнений (4.9) имеем:

Характерная особенность введенного значения фазового сдвига,

относящегося к комбинационной частоте

состоит втом, что оно оказывается свободным от влияния ионосферыПри практических расчетах во многих случаях вводят понятиефактора

R= 1227,6/1575,42=0,779.

Аналогичные соотношения могут быть получены и для второй несущей частоты L2.

Приведенные выше математические выкладки свидетельствуют о том, что на основе выполнения измерений на двух несущих частотах представляется возможным не только вычислить практически свободную от влияния ионосферы величину измеряемого до спутника расстояния, но и определить значение ионосферной поправки. Остаточное ее воздействие на результаты измерений обусловлено, главным образом, недостаточно строгим модельным представлением зависимости ионосферной поправки от частоты (см.

формулу (2.35)).

Дополнительное ослабление влияния ионосферы удается достичь за счет использования дифференциальных методов измерений, одна из особенностей которых проявляется в том, что при окончательных расчетах используются не абсолютные значения ионосферных задержек, а их разности, характерные для траекторий радиолучей, соединяющих спутник с двумя разнесенными на местности станциями. Кроме того, наиболее точные работы рекомендуют выполнять в ночное время, когда влияние ионосферы существенно уменьшается. Из анализа приведенных выше различных подходов, ориентированных на ослабление влияние ионосферы, следует, что наиболее эффективными мерами борьбы с влиянием ионосферы являются методы, базирующиеся на двухчастотных дифференциальных фазовых измерениях, которые открывают возможность измерения на местности линий различной протяженности на сантиметровом (и даже на миллиметровом) уровне точности.

 


Дата добавления: 2015-01-19; просмотров: 37; Нарушение авторских прав


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Спутниковое нивелирование. Точность | Учёт влияния ионосферы дисперсионным методом
lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2017 год. (0.03 сек.) Главная страница Случайная страница Контакты