Способ определения скорости распространения и направления прихода ионосферного возмущения



Способ определения скорости распространения и направления прихода ионосферного возмущения
Способ определения скорости распространения и направления прихода ионосферного возмущения
Способ определения скорости распространения и направления прихода ионосферного возмущения

 


Владельцы патента RU 2560094:

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Институт прикладной геофизики имени академика Е.К.Федорова" (ФГБУ "ИПГ") (RU)

Изобретение относится к области радиофизики и может быть использовано для контроля за солнечной, геомагнитной и сейсмической активностью, за предвестниками землетрясения, извержения вулканов, цунами, процессами грозовой активности, динамикой мощных штормовых циклонов, а также для обнаружения ядерных и иных крупных взрывов и пожаров, больших аварийных выбросов на атомных электростанциях, запусков космических аппаратов и ракет, излучений мощных радиопередающих комплексов радиолокационного и связного назначения, средств специального воздействия на ионосферу с целью управления ее параметрами. Технический результат состоит в повышении чувствительности обнаружения и точности определения скорости распространения и направления прихода ионосферного возмущения решеткой приемных станций спутниковых радионавигационных систем ГЛОНАСС/GPS путем восстановления пространственного распределения полного электронного содержания ионосферы по данным радиопросвечивания атмосферы сигналами ГЛОНАСС/GPS. Для этого способ реализуется спутниковыми радионавигационными системами ГЛОНАСС/GPS и протяженной решеткой двухчастотных приемников, обеспечивающих прием и обработку сигналов. 3 ил.

 

Предлагаемый способ относится к области радиофизики, и может быть использован для контроля за солнечной, геомагнитной и сейсмической активностью, за предвестниками землетрясения, извержения вулканов, цунами, процессами грозовой активности, динамикой мощных штормовых циклонов, а также для обнаружения ядерных и иных крупных взрывов и пожаров, больших аварийных выбросов на атомных электростанциях, запусков космических аппаратов и ракет, излучений мощных радиопередающих комплексов радиолокационного и связного назначения, средств специального воздействия на ионосферу с целью управления ее параметрами и т.п.

Известны способы определения направления прихода и скорости перемещения ионосферных возмущений естественного и техногенного характера (авт. свид. СССР №№1.451.688, 1.709.263; патенты РФ №№2.085.965, 2.189.051, 2.189.052, 2.193.495, 2.267.139, 2.379.709; патенты США №№4.761.650, 6.061.013; патент EP №0.622.639; патент WO №0.045.192; Afraimovich E.L., Kosogorov E.A., Perevalova N.P. The use ofGPS arrays in defecting shoch-acoustic waves generated during rocket launchings. J. Atmos. Solar - Terr. Phys., V63, 1941-1957, 2001 и другие).

Из известных способов наиболее близким к предлагаемому способу является «Способ определения скорости распространения и направления прихода ионосферного возмущения» (патент РФ №2.379.709, GO1 S 13/95, 2008), который и выбран в качестве прототипа.

Указанный способ обеспечивает повышение чувствительности обнаружения и точности определения скорости распространения и направления прихода ионосферного возмущения, регистрируемого протяженной решеткой приемных станций спутниковых радионавигационных систем ГЛОНАСС/GPS. Временные ряды полного электронного содержания, полученные по измерениям двухчастотных приемников спутниковых радионавигационных систем ГЛОНАСС/GPS, образующих протяженную приемную решетку, фильтруют с целью выделения вариаций, соответствующих отклику ионосферы на воздействие источника. Проверяются гипотезы о значениях направления прихода и скорости распространения плоского фронта ионосферного возмущения путем формирования диаграммы направленности приемной решетки и ее сканирования в заданном секторе обзора пространства ''направление прихода - скорость распространения ионосферного возмущения '' за счет синтеза выходного сигнала приемной решетки при синфазном суммировании рядов вариаций полного электронного содержания отдельных элементов решетки с временными сдвигами, рассчитанными исходя из проверяемых значений ''направление прихода - скорость распространения ионосферного возмущения '' и расстояний, пройденных фронтом ионосферного возмущения между элементами приемной решетки в проверяемом направлении внутри сферического слоя ионосферы Земли. Решение о правильности проверяемой гипотезы и обнаружении ионосферного возмущения принимается при превышении суммарным сигналом заданного порогового уровня. Соответствующие значения направления прихода и фазовой скорости распространения ионосферного возмущения считаются оценочными значениями.

Однако указанный способ не учитывает групповые поправки, связанные с многолучевостью распространения сигнала и вертикальными ионосферными и тропосферными задержками, а также использует для определения полного электронного содержания ионосферы только двухчастотные измерения псевдодальности между навигационным спутником и наземным приемником и не использует фазовые измерения.

Все это не позволяет восстановить пространственное распределение полного электронного содержания ионосферы по данным радиопросвечивания атмосферы сигналами ГЛОНАСС/GPS и приводит к снижению точности определения скорости распространения и направления прихода ионосферного возмущения.

Технической задачей изобретения является повышение чувствительности обнаружения и точность определения скорости распространения и направления прихода ионосферного возмущения, регистрируемого протяженной решеткой приемных станций спутниковых радионавигационных систем ГЛОНАСС/GPS путем восстановления пространственного распределения полного электронного содержания ионосферы по данным радиопросвечивания атмосферы сигналами ГЛОНАСС/GPS.

Поставленная задача решается тем, что способ определения скорости распространения и направления прихода ионосферного возмущения, основанный, в соответствии с ближайшим аналогом, на анализе данных о полном электронном содержании в ионосфере Земли, которые получают в результате обработки сигналов, принятых двухчастотными приемниками спутниковой радионавигационной системы ГЛОНАСС/GPS, с последующим формированием временных рядов полного электронного содержания и их фильтрацией в диапазоне периодов колебаний, соответствующих отклику ионосферы на воздействие источника ионосферного возмущения, при этом используют протяженную приемную решетку и последовательно проверяют гипотезу о значениях направления прихода и скорости распространения плоского фронта ионосферного возмущения путем формирования диаграммы направленности приемной решетки и ее сканирования в заданном секторе обзора пространства ''направление прихода - скорость распространения ионосферного возмущения '' за счет синтеза выходного сигнала приемной решетки при синфазном суммировании рядов вариаций полного электронного содержания отдельных элементов решетки с временными сдвигами, рассчитанными исходя из проверяемых значений направления прихода и скорости распространения ионосферного возмущения и расстояний, пройденных фронтом ионосферного возмущения между элементами приемной решетки в проверяемом направлении внутри сферического слоя ионосферы Земли, решение о правильности проверяемой гипотезы и обнаружении ионосферного возмущения принимается при превышении суммарным сигналом заданного порогового уровня, соответствующие значения направления прихода и фазовой скорости распространения ионосферного возмущения считаются оценочными значениями, отличается от ближайшего аналога тем, что для определения полного электронного содержания ионосферы осуществляют кодовые измерения псевдодальности и фазовые измерения совместно, учитывают групповые поправки, связанные с многолучевостью распространения сигнала и с вертикальными ионосферными и тропосферными задержками и используют дифференциальный режим спутниковых радионавигационных систем ГЛОНАСС/GPS.

Геометрия определения координат удаленного точечного источника ионосферного возмущения представлена на фиг.1. Схема радиопросвечивания атмосферы показана на фиг.2. Вариации полного электронного содержания Δ Y i ( t ) для отдельных элементов протяженной приемной решетки, а также суммарный сигнал Δ Y Σ ( α , V ) , полученной на выходе решетки, показана на фиг.3.

Для реализации предлагаемого способа используется спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС/GPS, которая состоит из трех частей: космической, наземной и пользовательского оборудования.

Космическая часть - это 24 спутника, вращающихся по 6 орбитам. Наклон орбит к земному экватору - 55 град., угол между плоскостями орбит - 60 град. Высота орбит 20180 км, период обращения 12 ч. Мощность спутникового передатчика 50 Вт. Спутники GPS способны, передвигаясь, заполнять бреши в системе если один из них вышел из строя. Важным элементом спутника являются атомные часы, рубидиевые и цезиевые, по четыре на каждом. Спутники идентифицируются номером PRN (Pseudo Random Number), который отображается на приемнике GPS.

За спутниками тщательно следят с помощью наземного сегмента управления - станции управления и слежения. В задачи последнего входит техническое обслуживание, орбитальной системы, определение системного времени, предвычисление элементов орбит спутника (эфемерид), моделирование поведения часов спутника, передача навигационных данных спутника и их загрузка в память спутников.

В качестве пользовательского оборудования используются двухчастотные приемники спутниковой радионавигационной системы ГЛОНАСС/GPS.

Все частоты в системе кратны основной частоте часов спутника, 10.23 МГц. Спутник передает на двух частотах f 1 = 1575.42 и f 2 = 1227.6 МГц специальный навигационный сигнал в виде бинарного фазоманипулированного сигнала. В сигнале зашифровываются два вида кода. Один из них код С/А - доступен широкому кругу потребителей. Он позволяет получать лишь приблизительную оценку местоположения, поэтому называется “грубым” кодом. Передача кода С/А осуществляется на частоте f 1 и использованием фазовой манипуляции псевдочастотной последовательностью длиной 1023 символа. Защита от ошибок обеспечивается с помощью кода Гоулда. Период повторения С/А - кода - 1 мс, тактовая частота 1.023 МГц.

Другой код - Р обеспечивает более точное вычисление координат, но пользоваться им способны не все, доступ к нему ограничивается провайдером услуг GPS. Этот код передается на частоте f 2 с применением сверхдлинной псевдослучайной последовательности с периодом повторения 267 дней. Тактовая частота - 10.23 МГц.

Радиопросвечивание атмосферы с помощью сигналов спутниковых радионавигационных систем и семи наземных станций является легкодоступным и не требующим больших затрат способом мониторинга ее параметров в реальном времени.

Просвечивание атмосферы двухчастотными радиосигналами ГЛОНАСС/GPS основано на существовании явления дисперсии радиоволн микроволнового диапазона в атмосфере Земли.

Полное микрофизическое содержание вдоль луча визирования от фазового центра антенны приемника на антенну передатчика пропорционально разности набегов фазы на двух частотах. Учитывая, что фазовая скорость равна по знаку и противоположна по величине групповой скорости, микрофизическое содержание пропорционально разности псевдодальности, определяемой из навигационных сигналов на двух частотах. Однако для фазовых измерений микрофизическое содержание может быть определено лишь с точностью до постоянной (в пределах одного сеанса) константы. Стоит отметить также, что измерения сдвига фазы на несколько порядков точнее кодовых измерений псевдодальности, поэтому для определения абсолютного микрофизического содержания целесообразно использовать кодовые и фазовые измерения совместно.

Многолучевость появляется в результате вторичных отражений сигнала спутника от крупных препятствий, расположенных в непосредственной близости от приемника. При этом возникает явление интерференции и измерить расстояние достаточно трудно, а наилучшим способом борьбы с нею считается рациональное размещение приемника относительно препятствий. В результате воздействия этого фактора ошибки определения псевдодальности могут увеличиться на 2 м.

Ионосфера - это ионизированный атмосферный слой в диапазоне высот 50-500 км, который содержит свободные электроны. Наличие этих электронов вызывает задержку распространения сигнала спутника, которая прямо пропорциональна концентрации электронов и обратно пропорциональна квадрату частоты радиосигнала.

Для вычисления ионосферной поправки используется измерение псевдодальности на Р - коде на двух частотах:

Δ D и о н = D p 2 D p 1 1 γ , (1)

где γ=(ƒ12)2=(1575.42/1227.6)2,

f 1 и f 2 - частоты сигналов GPS.

Dp1, Dp2 - измерение псевдодальности на Р - коде на частотах f 1 и f 2 соответственно.

Ионосферная поправка псевдодальности устраняет систематическую ошибку порядка 5 метров в определении вектора положения покоящегося наблюдателя.

Тропосфера - самый нижний слой атмосферы (до высоты 8-13 км). Она также обуславливает задержку распространения радиосигнала от спутника. Задержка сигнала в тропосфере также вызвана эффектами рефракции. В отличие от ионосферной задержки тропосферная задержка не зависит от частоты сигнала, она зависит от метеопараметров (давления, температуры, влажности), а также от высоты спутника над горизонтом. Для вычисления тропосферной поправки измерения псевдодальности используют измерения температуры, давления воздуха и парциального давления водяного пара. Эти измерения доступны в сети Internet для каждой базовой GPS станции.

Соотношение для вычисления тропосферной поправки псевдодальности наземного наблюдателя имеет вид:

Δ D т р о п = N o 10 2 ln ( 93 / N o ) cos θ , N o = 77.6 T [ P + 4810 B T ] [м]; (2)

где T - температура в Ко;

Р - давление воздуха [мб];

В - парциальное давлении водяного пара [мб];

Θ- зенитный угол направления на НКА.

Тропосферные задержки вызывают ошибки измерения псевдодальности в 1 м.

Наиболее эффективным средством исключения ошибок является дифференциальный способ наблюдений. Его суть состоит в выполнении измерений двумя приемниками: один устанавливается в определяемой точке, а другой в точке с известными координатами - базовой (контрольной) станции. В дифференциальном режиме измеряют не абсолютные координаты первого приемника, а его положение относительно базового (вектор базы). Использование дифференциального режима позволяет довести точность кодовых измерений до десятков сантиметров, а фазовых - до единиц миллиметров.

Определение значения полного электронного содержания (ПЭС) ионосферы осуществляется по двухчастотным измерениям дальности между навигационным спутником и наземным приемником.

Y = 1 40.308 f 1 f 2 f 2 1 f 2 2 ( L 1 λ 1 L 2 λ 2 ) cos θ , (3)

где f 1 = 1575.42 МГц, f 2 = 1227.6 МГц, λ 1 λ 2 - частоты и длины волн навигационных сигналов:

L 1 λ 1 , L 2 λ 2 - фазовый путь трансионосферных радиосигналов (L1,L2 - число полных оборотов фазы);

Θ - зенитный угол луча “приемник - навигационный спутник”.

Совокупность лучей “приемник - навигационный спутник” в заданном регионе образует приемную решетку, каждый i-й элемент которой в момент времени t характеризуется изменением значения ПЭС Yi(t) и положением соответствующей ионосферной точки Xi(t) Y i(t) и Z i(t). Временные ряды ПЭС отражают как регулярные изменения ПЭС в точке регистрации, так и вариации ПЭС, вызванные ионосферными возмущениями различного характера.

Для выделения характерных ионосферных возмущений ряды ПЭС подвергаются процедуре специальной фильтрации в диапазоне периодов, соответствующих масштабу возмущения.

Обнаружение и определение пространственно - временных параметров ионосферного возмущения осуществляется путем последовательной проверки гипотез о значениях направления прихода и скорости распространения ионосферного возмущения.

Для каждой пары проверяемых значений (α, v) формируется диаграмма направленности приемной решетки и соответствующим образом ориентируется в фазовом пространстве [α, v] за счет синфазного суммирования отдельных рядов Δ Yi(t) приемной решетки к некоторому нейтральному ряду Δ Y 0 (t) , выбранному в качестве опорного, с временными сдвигами τ i и формировании выходного сигнала приемной решетки:

Δ Y Σ ( α , V ) = Δ Y 0 ( t ) + i = 1 P Δ Y i ( t τ ) , (4)

где р - количество элементов приемной решетки.

Временной сдвиг τ i определяется как разность времени tj j-ого отсчета i-го суммарного ряда ПЭС и времени to регистрации ионосферного возмущения центральным элементом приемной решетки τ i = t j t o и выбирается исходя из минимизации выражения, описывающего динамику распространения возмущения:

τ i Δ p i V = min , (5)

где Δ p i - расстояние, пройденное фронтом волны между i-м и центральным элементом приемной решетки.

Для протяженных приемных решеток расстояние Δ p i рассчитывается с учетом кривизны Земли. С этой целью в заданном направлении α прихода волны ионосферного возмущения на высоте hmax задается удаленный точечный источник (обозначен точкой Е на фиг.1), который будет являться полюсом ортодромической системы координат, экватор которой (сильная жирная линия на фиг.1) проходит через центральный элемент приемной решетки (точка А на фиг. 1). Тогда фронт волны, распространяющийся от удаленного точечного источника и приходящий через i-й элемент приемной решетки (точка В на фиг. 1), будет представлять собой широтный круг (жирная прерывистая линия), параллельный экватору полученной ортодромической системы. Такая модель соответствует плоской волне ионосферного возмущения, распространяющейся на сфере Земли.

Геоцентрические координаты (Xe,Ye,Ze) удаленного источника ионосферного возмущения определяюся с использованием правил сферической тригонометрии. При этом рассматриваются сферический треугольник, вершиной А которого является центральный элемент приемной решетки с известными координатами (Xо,Yо,Zо). Вершиной С этого треугольника является северный полюс геоцентрической системы координат (О,О, R+hmax), где R - радиус Земли. Необходимо определить координаты третьей вершины Е, которая и будет являться удаленным источником. Чтобы удаленный источник Е являлся полюсом ортодромической системы координат, угловой размер стороны АЕ сферического треугольника задается равным π / 2 . В полученном сферическом треугольнике известны две стороны АС и АЕ, а также угол между ними<LCAE=α, что является типовой задачей решения сферического треугольника. С использованием теоремы косинусов сторон сферического треугольника определяется третья сторона и координаты (Xe,Ye,Ze) удаленного источника Е.

Расстояние, пройденное фронтом волны между i-м и центральным элементом приемной решетки, определяется как разность расстояний АЕ и ВЕ (фиг.1) и записывается в виде:

Δ ρ = ( R + h max ) { arccos [ X i X e + Y i Y e + Z i Z e ( R + h max ) 2 ] arccos [ X 0 X e + Y 0 Y e + Z 0 Z e ( R + h max ) 2 ] } , (6)

где (Xi,Yi,Zi) координаты i-ого элемента приемной решетки в момент времени tj.

Решение о правильности проверяемой гипотезы принимается при превышении суммарным сигналом заданного порогового уровня. При этом считается, что обнаружено ионосферное возмущение, а соответствующие значения α и V, для которых суммарный сигнал приемной решетки превысил пороговое значение, считаются оценками направления прихода и фазовой скорости распространения обнаруженного ионосферного возмущения.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает повышение чувствительности обнаружения и более точное определение скорости распространения и направления прихода ионосферного возмущения, регистрируемого протяженной решеткой приемных станций спутниковых радионавигационных систем ГЛОНАСС/GPS. Это достигается за счет совместных кодовых измерений псевдодальности и фазовых измерений, учета групповых поправок, связанных с многолучевостью распространения сигнала и с вертикальными ионосферными и тропосферными задержками, и использования дифференциального режима, что, в свою очередь, приводит к восстановлению пространственного распределения полного электронного содержания ионосферы по данным радиопросвечивания атмосферы сигналами ГЛОНАСС/GPS.

Способ определения скорости распространения и направления прихода ионосферного возмущения, основанный на анализе данных о полном электронном содержании в ионосфере Земли, которые получают в результате обработки сигналов, принятых двухчастотными приемниками спутниковой радионавигационной системы ГЛОНАСС/GPS, с последующим формированием временных рядов полного электронного содержания и их фильтрацией в диапазоне периодов колебаний, соответствующих отклику ионосферы на воздействие источника ионосферного возмущения, при этом используют протяженную приемную антенну и последовательно проверяют гипотезу о значениях направления прихода и скорости распространения плоского фронта ионосферного возмущения путем формирования диаграммы направленности приемной решетки и ее сканирования в заданном секторе обзора пространства "направление прихода - скорость распространения ионосферного возмущения" за счет синтеза выходного сигнала приемной решетки при синфазном суммировании рядов вариаций полного электронного содержания отдельных элементов решетки с временными сдвигами, рассчитанными исходя из проверяемых значений направления ионосферного возмущения и расстояний, пройденных фронтом ионосферного возмущения между элементами приемной решетки в проверяемом направлении внутри сферического слоя ионосферы Земли, решение о правильности проверяемой гипотезы и обнаружении ионосферного возмущения принимается при превышении суммарным сигналом заданного порогового уровня, соответствующие значения направления прихода и фазовой скорости распространения ионосферного возмущения считаются оценочными значениями, отличающийся тем, что для определения полного электронного содержания ионосферы осуществляют совместно кодовые измерения путем кодирования двухчастотных сигналов, передаваемых спутниковой радионавигационной системой ГЛОНАСС/GPS и принимаемых их двухчастотными приемниками спутниковой радионавигационной системы ГЛОНАСС/GPS, и фазовые измерения, учитывают групповые поправки, связанные с многолучевостью распространения сигнала и с вертикальными ионосферными и тропосферными задержками и используют дифференциальный режим спутниковых радионавигационных систем ГЛОНАСС/GPS посредством двух приемников, один из которых имеет известные координаты.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для определения прозрачности атмосферы. Сущность: осуществляют посылку в неоднородную атмосферу световых импульсов малой длительности.

Изобретение относится к радиотехнике, электросвязи, радиолокации и может быть использовано в системах диагностики плазменных явлений в ионосфере Земли. Достигаемый технический результат - получение ионограммы за интервал времени значительно меньше 1 секунды.

Изобретение предназначено для измерения толщины льда и основано на принципе радиолокации с периодической дискретной частотной модуляцией зондирующих радиоволн.

Изобретение относится к области георадиолокационных исследований и может быть использовано для прогнозирования гидрологической обстановки на затороопасных участках реки.

Изобретение относится к области океанографических измерений и преимущественно предназначено для определения уровня морской поверхности вдоль трассы космического аппарата. Технический результат - повышение точности определения уровня морской поверхности за счет увеличения числа определяемых параметров, характеризующих состояние водной поверхности. Сущность: на расположенном на космическом аппарате радиолокаторе формируют короткие радиоимпульсы постоянной длительности, облучают морскую поверхность в надир и регистрируют отраженный радиоимпульс.

Изобретение относится к области океанографических измерений и преимущественно предназначено для определения скорости ветра над морской поверхностью. Технический результат - обеспечение возможности учитывать вклад поверхностного течения в уровень отраженных водной поверхностью радиосигналов, что повышает точность определения скорости ветра. Сущность: установленным на космическом аппарате радиоальтиметром облучают водную поверхность, регистрируют отражённый назад сигнал, по фронту радиоимпульса определяют значимую высоту поверхностных волн, по времени прохождения сигнала до поверхности и обратно определяют крупномасштабный рельеф поверхности, по нему рассчитывают поле поверхностного течения, и определяют скорость ветра по величине отраженного назад сигнала с учётом значимой высоты волн и влияния поля течения на величину отражённого назад сигнала. .

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для определения прозрачности атмосферы. Сущность: осуществляют посылку в неоднородную атмосферу световых импульсов малой длительности.

Изобретение относится к радиофизическим методам исследования ионосферы и предназначено для определения пространственного распределения ионосферных неоднородностей радарным методом с помощью ЛЧМ ионозонда-радиопеленгатора.

Изобретение предназначено для систем радиозондирования с ускоренной передачей телеметрической информации с борта аэрологического радиозонда (АРЗ) на наземную радиолокационную станцию (РЛС).

Предлагаемое изобретение может быть использовано для радиозондирования ионосферы, определения интенсивности ионосферных неоднородностей и пеленгации искусственных ионосферных образований.

Изобретение относится к геофизике и может использоваться в системе мониторинга окружающей среды, сейсмического и инфразвукового мониторинга, МЧС России, контроля околоземного космического пространства для диагностики положения эпицентральной зоны потенциальных источников протяженных перемещающихся ионосферных возмущений (ПИВ). Достигаемый технический результат - повышение точности и надежности определения скорости распространения ПИВ и положения эпицентральной зоны источника ПИВ. Способ определения положения эпицентральной зоны источника и скорости распространения ПИВ заключается в том, что: принимают сетью рассредоточенных по поверхности Земли навигационных приемников, синхронизированных по времени, электромагнитные сигналы от группировки космических аппаратов (КА); передают принятые данные в центр обработки с ПЭВМ оператора на базе процессора с устройством отображения информации, где: рассчитывают время прохождения электромагнитных сигналов от каждого КА к каждому навигационному приемнику; рассчитывают характеристики псевдопозиционирования навигационных приемников; рассчитывают ошибки и изменения ошибок позиционирования навигационных приемников; определяют время прохождения фронта ПИВ, при этом: время получения сигнала о прохождении фронта ПИВ устанавливают отдельно для каждого навигационного приемника и определяют его по времени появления в течение нескольких секунд сочетания знакопеременных экстремумов ошибок его позиционирования; скорость распространения ПИВ определяют путем осреднения скоростей перемещения ПИВ между парами из трех любых заранее выбранных навигационных приемников, а положение эпицентральной зоны источника ПИВ определяют по зоне пересечения прямых, направление которых определено векторами осредненных скоростей, полученных для каждых трех заранее выбранных навигационных приемников. 7 ил.

Изобретение относится к области радиолокационной метеорологии и может быть использовано для измерения размера градовых частиц в зоне их роста. Сущность: по данным аэрологического зондирования атмосферы строят график изменения температуры и скорости восходящих воздушных потоков по высоте облака. По данному графику определяют значение максимальной скорости восходящих потоков в слое облачной среды, находящемся в зоне отрицательных температур. Затем осуществляют радиолокационное зондирование облака на одной длине волны. По данным радиолокационного зондирования проводят горизонтальные сечения изоконтуров радиолокационной отражаемости облачной среды вблизи уровня максимальной скорости восходящих потоков. Определяют значение максимальной отражаемости облачной среды, с учетом которого вычисляют максимальный размер градовых частиц в зоне их роста. Технический результат: упрощение измерения размера градовых частиц в зоне их роста. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в навигационных и метеорологических системах. Достигаемый технический результат - увеличение дальности определения молниевого разряда. Указанный результат достигается благодаря тому, что используются амплитудный селектор, параллельный анализатор спектров электромагнитного излучения, блок определения количества спектров, преобразователь десятичного кода в двоичный и постоянное запоминающее устройство, при этом выход грозопеленгатора через амплитудный селектор соединен с входом параллельного анализатора спектров электромагнитного излучения, имеющего группу выходов, соединенную через блок определения количества спектров, через преобразователь двоичного кода в десятичный с первой группы входов постоянного запоминающего устройства, имеющего группу выходов, соединенную с третьей группой входов блока вторичной обработки, имеющего вторую и первую группы входов и группу выходов, соответственно соединенные с группой выходов радиолокатора, группой выходов грозопеленгатора и группой входов индикатора. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при модернизации и разработке новых систем радиозондирования (CP) с повышенной точностью, надежностью и ускоренной передачей телеметрической информации с борта аэрологического радиозонда (АРЗ) на наземную радиолокационную станцию (РЛС). Достигаемый технический результат - повышение достоверности и надежности передаваемой метеоинформации. Указанный результат достигается тем, что радиолокационная система зондирования атмосферы содержит аэрологический радиозонд - АРЗ и наземную базовую станцию - РЛС, при этом в состав АРЗ введены блок контроля параметров рабочих режимов и блок контроля параметров источника питания со следующими соединениями: выходы этих блоков соединены с блоком сопряжения микроконтроллера АРЗ, выход которого через выходные блоки АРЗ соединен с антенной АРЗ, которая через радиоканал соединена с антенной РЛС. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехническим метеорологическим комплексам, а более конкретно оно касается доплеровских метеорологических радиолокационных станций. Достигаемый технический результат - устранение проблемы длительного времени анализа сигналов, повышение быстродействия и надежности при эксплуатации. Сущность изобретения заключается в том, что в радиолокационной станции с одновременной двойной поляризацией используется радиочастотный делитель мощности, заменяющий быстродействующие переключатели двух поляризаций, при этом критические компоненты приемника в основании радиолокатора перенесены выше вращающегося угломестного соединителя, используется также обходной переключатель для переключения режимов радиолокационной станции и специальная конструкция для приема сигналов с двумя поляризациями, позволяющая осуществлять экономичный сбор данных о коэффициентах деполяризации для выбранных атмосферных областей, при этом дополнительно введены СВЧ-радиометр, определитель радиальных доплеровских скоростей при различных углах места антенны, определитель ширины спектра радиальных скоростей ветра, формирователь метеорологических карт, спутниковая линия связи, спутниковый канал связи, устройство позиционирования, пульт управления. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при модернизации и разработке новых систем радиозондирования (CP) с повышенной точностью, надежностью и ускоренной передачей телеметрической информации с борта аэрологического радиозонда (АРЗ) на наземную радиолокационную станцию (РЛС). Достигаемый технический результат - повышение надежности и достоверности передаваемой телеметрической информации о метеорологических параметрах атмосферы ΜΠΑ. Для достижения указанного результата предлагается унифицированная система радиозондирования атмосферы, позволяющая работать в трех режимах: радиолокационном, радиопеленгационном, радионавигационном. 3 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в составе комплексов радиоэлектронных средств диапазона декаметровых волн и верхней части диапазона гектометровых волн (многоканальных узлов радиосвязи, систем загоризонтной радиолокации) для оперативного определения значений оптимальных рабочих частот в диапазоне 1,5…30,0 МГц ионосферных радиотрасс различных протяженностей. Достигаемый технический результат - снижение напряженности электромагнитной обстановки при использовании линейно-частотно-модулированного (ЛЧМ)-ионозонда в составе комплексов радиоэлектронных средств и повышение точности оценки параметров ионосферы по результатам зондирования. Указанный результат достигается тем, что ЛЧМ-ионозонд содержит тракт передачи, тракт приема, контроллер, автоматизированное рабочее место оператора и блок синхронизации (БС). Перечисленные средства выполнены и соединены между собой определенным образом. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области метеорологии и касается способа определения профиля ветра в атмосфере. Способ включает в себя излучение приемопередатчиком длинных когерентных импульсов, регистрацию отраженного сигнала, получение доплеровского сигнала на различных высотах в различных направлениях зондирования. Уточнение профиля скорости ветра в пределах длинного участка проводят с учетом полной формы доплеровских спектров по двум или нескольким направлениям зондирования, в которых ширина спектра максимальна и с учетом закона ослабления принимаемой мощности от расстояния до приемопередатчика. Технический результат заключается в повышении чувствительности измерительной системы. 1 ил.

Изобретение относится к областям радионавигации и радиолокации и может быть использовано для создания приемника многопозиционной неизлучающей радиолокационной системы, использующей в качестве сигнала подсвета воздушных целей навигационные сигналы космической системы навигации. Достигаемым техническим результатом является повышение вероятности правильного обнаружения навигационного сигнала, рассеянного воздушной целью. Сущность изобретения заключается в том, что при приеме слабого рассеянного навигационного сигнала осуществляется компенсация мощного навигационного сигнала прямого распространения, играющего в этом случае роль структурно-детерминированной помехи. Для этого при приеме входной реализации в виде смеси мощного прямого навигационного сигнала, слабого навигационного сигнала, рассеянного воздушной целью, и собственного шума приемника осуществляется сначала стандартная процедура обнаружения мощного прямого сигнала и определение его точных параметров, при этом входная реализация записывается в память. Далее формируется точная копия прямого сигнала и вычитается из записанной входной реализации. Полученный результат содержит только собственные шумы приемника и слабый рассеянный сигнал, обнаружение которого осуществляется традиционным способом. Исключение влияния основного лепестка корреляционной функции не полностью скомпенсированного навигационного сигнала прямого распространения осуществляется путем ограничения области возможных значений задержки при поиске слабого рассеянного сигнала, поскольку, исходя из геометрии распространения прямого и рассеянного сигналов, задержка рассеянного сигнала будет всегда больше задержки прямого сигнала. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способам обработки сигналов в радиолокационных станциях. Достигаемый технический результат - однозначное измерение дальности до метеорологического объекта (МО). Способ заключается в излучении первой последовательности импульсов с частотой повторения Fи1, в которой период повторения Tи1 в несколько раз меньше базового периода Т0, выбираемого из условия однозначного измерения расстояний в пределах всего возможного диапазона дальностей до наблюдаемых МО, излучении в последующий интервал Т0 второй последовательности импульсов с частотой повторения Fи2, причем Fи1=z1F0 и Fи2=z2F0, где F0=1/Т0; величины z1 и z2 некратные друг другу и не имеют общего делителя, определении совокупности наблюдаемых задержек tдн1i, где ; I - общее количество наблюдаемых задержек отраженных от МО импульсов относительно каждого k-го, ; K - количество излученных импульсов в первой пачке, излученного импульса в их первой пачке, вычислении величины средней наблюдаемой задержки t1 ср отраженных импульсов от МО относительно каждого излученного k-го импульса в их первой пачке, определении совокупности наблюдаемых задержек tдн2j, где ; J - общее количество наблюдаемых задержек отраженных от МО импульсов относительно каждого p-го, ; P - количество излученных импульсов во второй пачке, излученного импульса в их второй пачке, вычислении величины средней наблюдаемой задержки отраженных импульсов от МО t2 ср относительно каждого излученного p-го импульса в их второй пачке, сравнении временных задержек tдц1=mTи1+t1 cp и tдц2=nТи2+t2 ср, где m и n - количество целых периодов Ти1 и Ти2, попадающих в пределы интервала истинной задержки tдц, варьировании численных значений m и n до тех пор, пока не будет выполнено условие tдц1=tдц2 с фиксацией, при которых будет выполнено данное условие, и вычислении дальности до МО по формуле Дц=c(mфТи1+t1 ср)/2 или Дц=с(nфТи2+t2 ср)/2, где c - скорость света. 2 ил.
Наверх