Облик перспективной системы низкоорбитального контроля ионосферы над территорией Республики Беларусь и прилегающими регионами

Обоснованы состав и характеристики системы низкоорбитального контроля ионосферы над территорией Республики Беларусь и прилегающими регионами земного шара. Данная система построена на базе спутников-ретрансляторов сигналов глобальной навигационной спутниковой системы GPS на выделенные для геофизических исследований частоты 150/400 МГц, модернизированной аппаратуры приемных пунктов национальной спутниковой системы точного позиционирования, телекоммуникационных каналов общего пользования и группы серверов обработки принятых сигналов и оценивания полного электронного содержания в ионосфере. Система низкоорбитального контроля ионосферы предназначена для выдачи данных по полному электронному содержанию на трассах спутник-ретранслятор – приемный пункт спутниковой системы точного позиционирования при восстановлении электронного содержания в ионосфере методами радиотомографии. Разработаны рекомендации по орбитальным параметрам спутников-ретрансляторов, требования к бортовому ретранслятору, антенной системе и дополнительному приемному каналу аппаратуры приемных пунктов спутниковой системы точного позиционирования, определены объем циркулирующей в системе информации и требования к серверам обработки. Разработан цифровой двойник системы низкоорбитального контроля ионосферы. Показано, что предлагаемая система низкоорбитального контроля при пролете спутников-ретрансляторов по орбите над территорией Беларуси и прилегающими регионами за время 10–15 мин обеспечивает увеличение объема данных для решения радиотомографической задачи в сравнении с существующим высокоорбитальным методом на 5400 измерений с расстояниями по точкам «прокола» ионосферы порядка единиц километров в азимутальном секторе относительно условного центра системы 120°–150°.

1. Куницын, В. Е. Радиотомография ионосферы / В. Е. Куницын, Е. Д. Терещенко, Е. С. Андреева. М.: Физматлит, 2007.

2. Афраймович, Э. Л. GPS-мониторинг верхней атмосферы Земли / Э. Л. Афраймович, Н. П. Перевалова. Иркутск: Вост.-Сиб. науч. центр Сиб. отд. Рос. акад. мед. наук, 2006.

3. Ясюкевич, Ю. В. Развитие диагностических возможностей приемников сигналов глобальных навигационных спутниковых систем для мониторинга состояния ионосферы и коррекции ионосферной ошибки в радиотехнических системах / Ю. В. Ясюкевич. Иркутск: Ин-т солн.-зем. физики Сиб. отд. Рос. акад. наук, 2023.

4. Семейство наноспутников изучения ионосферы на базе платформы SamSat разработки Самарского университета / И. В. Белоконов [и др.] // Восьмой Белорусский космический конгресс: матер. конгресса, в 2 т., г. Минск, 25–27 октября 2022 г. Минск: Объед. ин-т пробл. информ. Нац. акад. наук Беларуси, 2022. Т. 1. С. 167–170.

5. Application of FORMOSAT-3/COSMIC Mission to Global Earth Monitoring / C.-J. Fong [et al.] // Space 2005, Long Beach, California, 30 Aug.–1 Sept. 2005. Long Beach, 2005. https://doi.org/10.2514/6.2005-6774.

6. Романов, А. А. Измерение полного электронного содержания ионосферы Земли с помощью многочастотного когерентного зондирующего сигнала / А. А. Романов, А. В. Новиков // Вопросы электромеханики: тр. НПП «Всерос. Науч.-иссл. ин-т электромех.». М.: Всерос. Науч.-иссл. ин-т электромех., 2009. Т. 111. С. 31–36.

7. Determination of Total Electron Content in the Ionosphere over the Territory of the Republic of Belarus Based on Global Navigation Satellite Systems Data / A. O. Naumov [et al.] // Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-Technical Series. 2024. Vol. 69, No 1. P. 53–64.

8. Methods and Software for Estimation of Total Electron Content in Ionosphere Using GNSS Observations / A. Naumov [et al.] // Engineering Applications. 2023. Vol. 2, No 3. Р. 243–253.

9. Accuracy of Global Ionosphere Maps in Relation to Their Time Interval / В. Milanowska [et al.] // Remote Sens. 2021. No 13.

10. Wang, Y. Estimation and Analysis of GNSS Differential Code Biases (DCBs) Using a Multi-Spacing Software Receiver / Y. Wang, L. Zhao, Y. Gao // Sensors (Basel). 2021. Vol. 21, No 2.

11. Способ оценивания полного электронного содержания в ионосфере на основе ретрансляции сигналов глобальной навигационной спутниковой системы GPS / И. В. Белоконов [и др.] // Информатика. 2023. Т. 20, № 2. С. 7–27. https://doi.org/10.37661/1816-0301-2023-20-2-7-27.

12. Обработка ретранслированных навигационных сигналов глобальной навигационной спутниковой системы GPS в задаче оценивания полного электронного содержания в ионосфере / Е. А. Каплярчук [и др.] // Информатика. 2023. Т. 20, № 3. С. 21–36. https://doi.org/10.37661/1816-0301-2023-20-3-21-36.

13. Руководство по использованию глобальных навигационных спутниковых систем при выполнении работ по технической инвентаризации и проверке характеристик недвижимого имущества. Версия 1.0. Минск: Науч.-произв. гос. респ. предпр. «Нац. кадастр. агентс.», 2018.

14. Дэвис, К. Радиоволны в ионосфере, пер. с англ. / К. Дэвис. М.: Мир, 1973.