Архив рубрики: ФОП.12.03

Методы обработки и интерпретации данных зондирования ионосферы непрерывным ЛЧМ сигналом / The Techniques for Processing and Interpretation of Ionosphere Sounding Data Using the Continuous Chirp Signal

Грозов В. П. / Grozov, V. P.
Институт солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской Академии наук, Иркутск / RUS Институт солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской Академии наук, Иркутск
Куркин В. И. / Kurkin, V. I.
Институт солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской Академии наук, Иркутск / RUS Институт солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской Академии наук, Иркутск
Пономарчук С. Н. / Ponomarchuk, S. N.
Институт солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской Академии наук, Иркутск / RUS Институт солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской Академии наук, Иркутск
Выпуск в базе РИНЦ
Грозов В. П., Куркин В. И., Пономарчук С. Н. Методы обработки и интерпретации данных зондирования ионосферы непрерывным ЛЧМ сигналом // Физические основы приборостроения. 2012. Т. 1. № 3(4). С. 33–41. DOI: 10.25210/jfop-1203-033041
Grozov, V. P., Kurkin, V. I., Ponomarchuk, S. N. The Techniques for Processing and Interpretation of Ionosphere Sounding Data Using the Continuous Chirp Signal // Physical Bases of Instrumentation. 2012. Vol. 1. No. 3(4). P. 33–41. DOI: 10.25210/jfop-1203-033041


Аннотация: Рассмотрены методы вторичной обработки и интер- претации радиофизической информации, получаемой на базе пространственно распределенного ЛЧМ- ионозонда Института солнечно–земной физики СО РАН, работающего в режимах вертикального (ВЗ), наклонного (НЗ) и возвратно-наклонного зондирова- ния (ВНЗ) ионосферы. Исследуются следующие за- дачи: а) проведение предобработки для удаления шума с изображения и улучшения амплитудных ха- рактеристик; б) сжатие данных с использованием клеточного автомата; в) интерпретация ионограмм ВЗ, НЗ и ВНЗ. Методика интерпретации ионограмм основана на использовании результатов моделирова- ния частотных зависимостей характеристик распро- странения в режиме долгосрочного прогноза и ре- зультатов обработки экспериментальных данных.
Abstract: In this paper we have considered a techniques for secondary processing and interpretation of radio physical information obtained by an ionosonde operating in vertical, oblique and backscatter sounding modes (VS, OS and BS) which is located in ISTP SB RAS. In the framework of this problem we consider the next tasks: a) preprocessing carryover for deleting noise from image and amplifying of amplitude characteristics; b) data compression with a help of cellular automaton; c) VS, OS and BS ionograms interpretation. Ionogram interpretation methods is based on modeling results for frequency dependences of propagation characteristics in the regime of long-term forecast and on results of experimental data processing.
Ключевые слова: ионо-зонд, ионограмма, обработка сигналов, radio wave propagation, ionosonde, ionogram, ионо-зонд


Литература / References
  1. Reinisch, B. W. Modern Ionosondes, in Modern Ionospheric Science / ed. by Kohl, H., Ruster, R., Schlegel, K., European Geophysical Society. Katlenburg-Lindau, 1996. P. 440–458.
  2. Goodman, J. M. Space Weather & Telecommunications // Springer. New York. USA, 2005. 382 p.
  3. Иванов В. А., Куркин В. И., Носов В. Е., Урядов В. П., Шумаев В. В. ЛЧМ-ионозонд и его применение в ионосферных исследованиях // Известия вузов. Радиофизика. 2003. Т. 46. № 11. С. 919–952.
  4. Ильин Н. В., Куркин В. И., Носов В. Е. и др. Моделирование характеристик ЛЧМ-сигналов при наклонном зондировании ионосферы // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. Новосибирск: Наука. 1995. Вып. 103. С. 149–157.
  5. Матюшонок С. М., Савченко Т. Н. Многофункциональный приемный комплекс ионосферного зондирования // Труды Международной научной конференции “Излучение и рассеяние ЭМВ”. Таганрог. 2003. С. 283–286.
  6. Иванов В. А., Иванов Д. В., Рябова Н. В., Мальцев А. В. Адаптивное обнаружение и выделение широкополосного сигнала с линейной частотной модуляцией при сжатии его в частотной области // Электромагнитные волны и электронные системы. 2009. Т. 14. № 8. С. 34–45.
  7. Thomason, J. F. Development of Over-The-Horizon Radar in the United States // Proceedings of the International Conference on Radar, 3–5 September 2003, Adelaide, Australia. 2003. P. 599–601.
  8. Sweeney, L. E. Experimental Measurements of Amplitude and Phase Distributions Across a 2,5 Km HF Array // Spring URSI Meeting: 9–12 April, Washington, D. C. 1968.
  9. Sweeney, L. E. Spatial Properties of Ionospheric Radio Propagation as Determined with Hialf.— Degree Azimuthal Resolution // Rept. SEL-70–034 (TR No. 155), Stanford Electronics Laboratories, California. 1970.
  10. Barnum, J. R. The Effect of Polarization Rotation on the Amplitude of Ionospherically-Propagated Sea Backscatter // Rept. SU-SEL-70–036 (TR No. 157), Stanford Electronics Laboratories, California. 1970. 208 p.
  11. Washburn, T. W., Swency, L. E., Barnum, J. R., and Zavoli, W. B. Development of HF Skywave Radar for Remote Sensing Application. Special Topics in HF Propagation// AGARD Conf. Proc. No 263, 28.05–1.06 1979. London, 32/1–32/17. New York. 1979.
  12. Croft, T. A. and Washburn, T. W. Comparison of Simultaneous Forward and Backscatter Soudings to Verify a Proposed Focusing Mechanism of HF Sky Waves // Journal of Geophysical Research. 1969. Vol. 74. P. 2443–2446.
  13. Пономарчук С. Н., Бернгардт О. И., Грозов В. П., Ильин Н. В., Ким А. Г., Куркин В. И. Базы данных радиолокационного зондирования верхней атмосферы Земли // XXIV Всероссийский симпозиум по радиолокационному зондированию природных сред: Сборник трудов. Санкт-Петербург. 2006. C. 461–467.
  14. Результаты экспериментальных исследований ионосферы Института солнечно-земной физики СО РАН: база данных. Свидетельство об официальной регистрации базы данных № 0220812617. М.: Федеральное агентство по информационным технологиям, 2008.
  15. Galkin, I. A. and Reinisch, B. W. The New ARTIST 5 for All Digisondes // INAG Bulletin. 2008. No. 24. http://www.ips.gov.au/ipshosted/inag/web-69/2008/artist5-inag.pdf
  16. Зыков Е. Ю. Акчурин А. Д., Сапаев А. Н., Шерстюков О. Н. Автоматическая интерпретация ионограмм вертикального зондирования. // Электронный научный журнал: Исследовано в России. 2007. С. 52–63. http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2007/005.pdf
  17. Грозов В. П., Котович Г. В., Пономарчук С. Н. Методики обработки и интерпретации данных зондирования ионосферы непрерывным ЛЧМ сигналом //Солнечно-земная физика. 2011. Вып.18. С. 150–154.
  18. Грозов В. П., Котович Г. В., Пономарчук С. Н. Обработка и интерпретация данных зондирования ионосферы непрерывным ЛЧМ-сигналом // Вестник Академии военных наук: Материалы V Международного технологического конгресса «Военная техника, вооружение и технологии двойного применения в XXI веке». 2009. № 3 (28) (Спецвыпуск). С. 203–208.
  19. Пономарчук С. Н., Грозов В. П., Котович Г. В. Расчет характеристик наклонного распространения радиоволн по данным вертикального зондирования ионосферы // Вестник Академии военных наук: Материалы V Международного технологического конгресса «Военная техника, вооружение и технологии двойного применения в XXI веке». 2009. № 3 (28) (Спецвыпуск). С. 95–98.
  20. Grozov, V.P Processing of Ionograms — Statistical Approach // Proceedings of International Symposium on Radio Propagation (ISRP’97). Qingdao, China. 1997. P.225–228.
  21. Reinisch, B. W. and Xuegin, H. Automatic Calculation of Electron Density Profiles From Digital Ionograms // Radio Sci. 1983. Vol. 18. No. 3. P. 477–492;
  22. Grozov, V. P., Dolgoarshinnykh, B. G., and Nosov, V. E. Automatic Processing of Signals in the System of Oblique-Incedence and Backscatter Soundings // Proceedings of ISAP’92. Sapporo, Japan. 1992. Р. 1193–1196.
  23. Grozov, V. P., Nosov, V. E., Ososkov, G. A., and Zaznobina, E. G. Artifical Neural Networks for Computer-Aided Ionogram Analysis // Computer Aided Processing of Ionograms and Ionosonde Records: Edit by P.J. Wilkinson. Boulder, USA. 1998. P. 30–34.
  24. Bilitza, D. and Reinisch, D. D. International Reference Ionosphere 2007: Improvements and New Parameters // Advances in Space Research. 2008. Vol. 42. P. 599–609.
  25. Котович Г. В., Михайлов С. Я. Адаптационные возможности модели IRI в прогнозировании характеристик декаметровых радиотрасс // Геомагнетизм и аэрономия. 2003. Т. 43. № 1. С. 88–91.
  26. Singer, W., Weiss, J, and Bremer, J. Comparing the Improved Di Giovanni / Radicella Model with Sounding-Based Electron Density Profiles and with the IRI Model // Adv. Space Res. 1994. Vol. 14. No. 12. P. 83–86.
  27. Grozov, V. P. and Kotovich, G. V. A Comparison of Results Derived From Scaling VS Chip-Ionosonde Ionograms with the International Reference Ionosphere (IRI) // Journal Atmos. and Terr. Phys. 2002. Vol. 65. No. 4. P. 409–416.
  28. Михайлов С. Я. Многозначность восстановления профилей плазменной частоты по заданной ВЧХ и их различимость для наклонного распространения коротких радиоволн в изотропной ионосфере // Известия вузов. Радиофизика. 2000. Т. XLIII, № 10. С. 855–872
  29. Куркин В. И., Носов В. Е., Пономарчук С. Н., Савков С. С., Чистякова Л. В. Метод оперативной диа гностики КВ-радиоканала // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике солнца. Новосибирск, 1993. Вып. 100. С. 168–188.