Диагностика, моделирование и прогнозирование характеристик декаметровых радиоволн в естественно возмущенной и искусственно модифицированной ионосфере тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.03, кандидат наук Вертоградова, Елена Геннадьевна

• Вертоградова, Елена Геннадьевна
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Вертоградова, Елена Геннадьевна

Введение

1 Методы исследования естественных и искусственных ионосферных неоднородностей

1.1 Вертикальное зондирование ионосферы

1.2 Наклонное ЛЧМ-зондирование ионосферы

1.3 ЛЧМ-ионозонд/пеленгатор в ионосферных исследованиях

1.3.1 Оценка потенциально возможной инструментальной точности ЛЧМ-ионозонда/пеленгатора при изучении пространственно

ограниченных ионосферных неоднородностей

1.4 Однопозиционный широкобазисный многоканальный пеленгатор-дальномер

КВ диапазона как средство измерения частотно-пространственных и энергетических характеристик сигналов, рассеянных ионосферными неоднородностями

1.5 Многочастотный доплеровский КВ радар

1.6 Способ адаптивного имитационного моделирования с учетом

ракурсного рассеяния радиоволн

1.7 Выводы

2 Экспериментальное исследование и имитационное моделирование эффектов влияния искусственных мелкомасштабных ионосферных неоднородностей

на характеристики декаметровых радиоволн

2.1 Изучение искусственной ионосферной турбулентности,

создаваемой нагревным стендом «Сура»

2.1.1 Кластерная структура ионосферной турбулентности

в эксперименте 20-24 сентября 2010 г

2.1.2 Моделирование эксперимента 19-23 сентября 2011 г

2.1.3 Изучение тонкой структуры возмущенной области

в эксперименте 28-31 августа 2012 г

2.1.4 Вариации доплеровского смещения частоты рассеянного на

искусственных неоднородностях сигнала и геомагнитные пульсации

2.2 Анализ характеристик волны нагрева нагревного стенда Е18САТ (Тромсе)

и рассеяние на мелкомасштабных неоднородностях высокоширотной ионосферы

2.3 Выводы

3 Моделирование и прогнозирование характеристик распространения радиоволн КВ диапазона в условиях естественных среднемасштабных

и крупномасштабных возмущений ионосферы

3.1 Мониторинг среднемасштабных перемещающихся ионосферных возмущений

по данным ЛЧМ-зондирования

3.2 Моделирование отклика ионосферы на солнечное затмение 29 марта 2006 года

3.3 Выводы

4 Эффекты рассеяния декаметровых радиоволн на естественных мелкомасштабных неоднородностях ионосферы: эксперимент и моделирование

4.1 Радарные наблюдения и моделирование ^рассения среднеширотной ионосферы с помощью ЛЧМ-ионозонда/пеленгатора

4.2 Сверхдальнее зондирование ионосферного канала

с помощью ЛЧМ-ионозонда/пеленгатора

4.3 Влияние неоднородной структуры высокоширотной ионосферы

на дальнее распространение декаметровых волн

4.4 Выводы

Заключение

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

-4-

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Диагностика, моделирование и прогнозирование характеристик декаметровых радиоволн в естественно возмущенной и искусственно модифицированной ионосфере»

Введение

Актуальность темы исследования. В современных условиях высоких технологий роль ионосферного распространения радиоволн непрерывно возрастает. При этом ионосферный радиоканал образуется за счет однократного или многократного отражения от ионосферы волн декаметрового диапазона (ДКМВ), а также их рассеяния на естественных и/или искусственных неоднородностях различных масштабов. Распространение ДКМВ в ионосферной плазме позволяет не только организовать связь на большие расстояния практически без ограничения дальности связи, но и, с учетом современных методов обработки и формирования сигналов, обеспечить высокую надежность и достоверность передаваемой информации. Однако указанным практическим аспектом не ограничивается привлекательность использования и изучения ионосферного распространения радиоволн. Исследование характеристик узкополосных и широкополосных сигналов волн различных диапазонов, прошедших сквозь ионосферу, позволяет с помощью современных цифровых методов анализа диагностировать низкотемпературную плазму и процессы, в ней происходящие, в естественных условиях на планетарных масштабах.

В связи с огромной изменчивостью ионосферного радиоканала необходимо решение многопараметрической задачи: определение количества мод распространения, учет вариаций амплитуд и фаз каждой из них, тонкой пространственно-временной структуры поля в зоне приема. В настоящее время достаточно большое количество работ посвящено прогнозированию внутренней ионосферы [1-3] и ионосферному распространению радиоволн [4-7]. Однако в них глубоко проработаны отдельные крупные аспекты, в частности, учет влияния регулярных вариаций ионосферных параметров на характеристики распространения коротких волн (КВ), в основном, решен. В то же время многие вопросы, касающиеся процессов распространения ДКМВ, по-прежнему исследованы недостаточно. Например, влияние естественных неоднородностей ионосферной плазмы различных масштабов на системы связи, пеленгации и навигации требуют детальной как экспериментальной, так и теоретической проработки. Развития требуют и методы диагностики естественно и искусственно возмущенной ионосферы. При этом на современном уровне особую актуальность принимают методы имитационного компьютерного моделирования процессов распространения ДКМВ. Это позволяет существенно обогатить экспериментальные результаты, добыть информацию, которая непосредственно ме-

тодами дистанционной диагностики не может быть получена. Имитационное моделирование позволяет успешно решить многие обратные задачи распространения KB для исследования искусственно модифицированной ионосферы, которые в настоящее время не могут быть получены прямыми методами.

Наибольшую трудность представляет учет случайных факторов, обусловленных как среднемасштабными естественными неоднородностями, к которым относятся перемещающиеся ионосферные возмущения (ПИВ), так и мелкомасштабными - явление F-рассеяния, а так же учет воздействия мелкомасштабных искусственных неоднородно-стей электронной концентрации. Задача еще более усложняется, так как в последнее время наблюдается устойчивая тенденция по возрастанию требований к характеристикам систем передачи сообщений и устройствам обработки сигналов, к их надежности и производительности. В работе [8], например, показано насколько, сильно могут сказываться различные факторы на возникновение ионосферных неоднородностей различных масштабов, такие как солнечные затмения, солнечные вспышки, эффекты, связанные с движением солнечного терминатора, тропические циклоны, землетрясения, запуски ракет и многие другие. Связь этих событий с возникающими в ионосфере неоднородностями до конца не изучена, а, между тем, все это сказывается не только на процессах распространения KB, но и на распространении радиоволн других диапазонов, функционировании и надежности систем GPS и ГЛОНАСС [8], а также на работе спутниковых систем во внешней ионосфере.

Вопрос среднеширотного F-рассеяния плохо освещен в литературе. Это связано также и с отсутствием соответствующих средств наблюдения. Большее количество работ по F-рассеянию посвящено полярной ионосфере и экваториальной аномалии. Изучение экваториального F-рассеяния в последние годы связано с установкой нового оборудования в Индии, Бразилии, Африке, включая радары, приемники GPS и другие системы. Тем не менее, со времени первой работы [9] выполнено мало исследований трансэкваториального распространения коротких волн с использованием техники угловых измерений. К их числу можно отнести лишь кратковременную кампанию в южноамериканском секторе [10] и измерения на трассе Шеппартон (Австралия) - Оараи (Япония), во время которой использовались радиосигналы вещательных станций [11]. Однако фиксированный набор частот и отсутствие измерений времени задержки отраженных от крупномасштабных неоднородностей радиосигналов заметно ограничивают возможности дан-

ного метода диагностики ионосферной плазмы.

Для исследования авроральной области по всему миру создана сеть парных радаров SuperDARN [12]: радары TIGER (один расположен на о. Тасмания, другой на о. Новая Зеландия) предназначен для изучения высокоширотной ионосферы южного полушария [13]; радары CUTLASS (Hankasalmi, Финляндия, и Pykkvibser, Исландия) - в северном полушарии [14-17], радары Kapuskasing и Saskatoon, Канада, - в северном полушарии [18] и другие. Их предназначение - определять локализацию и характер движения ионосферных неоднородностей в полярной ионосфере, ввиду важности понимания этих процессов для планеты в целом. Рабочий диапазон таких радаров 8-20 МГц.

ЛЧМ-ионозонд/пеленгатор, который использовался в настоящей диссертационной работе в качестве инструмента изучения структуры ионосферы, может использоваться для зондирования ионосферы как на трансэкваториальных трассах, так и для изучения тонкой структуры среднеширотной, высокоширотной и полярной ионосферы. Его преимущества: наличие международной сети станций наклонного ЛЧМ-зондирования и сети мощных ЛЧМ передатчиков станций загоризонтной радиолокации, дальность применения ограничена лишь мощностью ЛЧМ-передатчиков, возможен прием сигналов с любого направления, определение в реальном времени основных характеристик КВ-канала (дистанционно-частотные (ДЧХ), амплитудно-частотные (АЧХ) и двухмерные угловые частотные характеристики (УЧХ)), а также коэффициент мутности ионосферы, позволяющий осуществлять выбор оптимальных рабочих частот (что имеет важное значение для высокоширотной ионосферы), имеет рабочий диапазон до 30-45 МГц (ограничен лишь рабочим диапазоном ЛЧМ-передатчиков).

Активные эксперименты по созданию искусственной ионосферной турбулентности проводятся на работающих в настоящее время нагревных стендах HAARP [19,20], стенд EISCAT (Tromso) [21,22], стенд SPEAR [17], стенд «Сура» (анализ данных которого будет проведен в данной диссертационной работе). Анализ результатов этих экспериментов важен для понимания структуры искусственной ионосферной турбулентности и происходящих в ней процессов. Нагревный стенд «Сура», кроме того, является единственным в мире среднеширотным нагревным стендом и поэтому полученные с его помощью результаты представляют самостоятельный интерес.

В связи с этим вопросы исследования и прогнозирования характеристик декамет-ровых волн в естественных и искусственно возмущенных условиях, которым посвящена

данная диссертационная работа, несомненно, актуальны и практически значимы.

Цель настоящей диссертационной работы состоит в: развитии метода обнаружения и дистанционной диагностики естественных и искусственных ионосферных не-однородностей с помощью ЛЧМ-ионозонда/пеленгатора; разработке и тестировании на основе экспериментальных данных методов адаптивного моделирования распространения сигналов в естественно возмущенной и искусственно модифицированной ионосфере; изучении влияния неоднородностей на тонкую структуру КВ сигналов на трассах различной протяженности и ориентации; разработке методов определения оптимальных рабочих частот по результатам наклонного ЛЧМ-зондирования.

В процессе работы над диссертацией решены следующие задачи:

1. Осуществлен многолетний непрерывный мониторинг естественных неоднородностей в ионосфере различных масштабов, ПИВ с помощью ЛЧМ-зондирования на трассе Кипр - Ростов-на-Дону (протяженность трассы - 1470 км), на трассе Лейвертон (Австралия) - Ростов-на-Дону (протяженность трассы 11790 км).

2. Разработано программное обеспечение для моделирования распространения КВ в магнитоактивной трехмерно неоднородной ионосфере, нацеленное на учет эффектов солнечного затмения, особенностей среднемасштабных ПИВ, ракурсного рассеяния на мелкомасштабных магнитоориентированных неоднородностях,

3. Исследовано влияние солнечного затмения на особенности распространения КВ на пяти трассах различной протяженности (от 1470 км до 4514 км).

4. В течение 2010-2012 гг. с участием стендов «Сура» и Е18САТ (Тромсе, Норвегия) проведена серия экспериментов для изучения пространственной структуры искусственной ионосферной турбулентности с помощью ракурсного рассеяния диагностических радиоволн и волн накачки.

5. Разработана эмпирическая модель помеховой обстановки на среднеширот-ных трассах, развита методика оперативного прогнозирования характеристик КВ канала по данным ЛЧМ-зондирования ионосферы, выполнена экспериментальная проверка разработанного подхода.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• Разработана методика адаптивного моделирования распространения КВ, позволяющая рассчитывать эффекты ракурсного рассеяния радиоволн, ионосферный отклик солнечного затмения, явление Б-рассеяния, влияние ПИВ.

• На основе метода адаптивного моделирования экспериментов по искусственной модификации ионосферы доказана кластерная структура области, заполненной искусственными ионосферными неоднородностями различных масштабов.

• Разработан способ экспресс определения параметров ПИВ по ионограммам наклонного ЛЧМ-зондирования ионосферы, а именно, по виду 2-следов на ДЧХ.

• Предложен алгоритм прогнозирования оптимальных рабочих частот по данным ЛЧМ-зондирования с учетом коэффициента мутности ионосферы как интегральной меры ее тонкой мелкомасштабной структуры.

• Впервые с помощью ЛЧМ-зонда/пеленгатора обнаружены эффекты средне-широтного Б-рассеяния при наклонном зондировании ионосферы, определена пространственная локализация области, заполненной мелкомасштабными естественными ионосферными неоднородностями, вычислены их поперечные масштабы и относительные изменения электронной концентрации.

• Показана возможность мониторинга с помощью ЛЧМ-зонда/пеленгатора различных ионосферных неоднородностей в планетарном масштабе из одного приемного пункта, возможность их пространственного позиционирования, оценки пространственных параметров.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Методика имитационного моделирования процессов распространения ДКМВ в неоднородной магнитоактивной ионосфере, основанная на траекторных расчетах с учетом эффектов отклика ионосферы на солнечное затмение, ракурсного рассеяния радиоволн на естественной и искусственной ионосферной турбулентности и использующая справочную модель ионосферы 1Ш с коррекцией профиля ионизации по данным вертикального и/или наклонного зондирования.

2. Разработанный подход к анализу экспериментов по искусственной модификации ионосферы, с помощью которого установлена кластерная структура искусственной ионосферной турбулентности и выполнена локализация отдельных кластеров, оценены поперечные и продольные масштабы возмущенной области; поперечные масштабы естественных и искусственных неоднородностей, определяющих в различных условиях эффекты рассеяния.

3. Эмпирическая классификация ПИВ по геометрии и характеристикам х-особенностей на дистанционно-частотных характеристиках, позволяющая на основе на-

клонного ЛЧМ зондирования ионосферы осуществлять экспресс оценку параметров среднемасштабных неоднородностей, имеющих волновую природу: пространственный масштаб, направление перемещения в вертикальной плоскости.

4. Результаты экспериментальных исследований и имитационного моделирования, обеспечившие из одного приемного пункта детальную пространственную локализацию мелкомасштабных естественных ионосферных неоднородностей в планетарном масштабе, а также обнаружение факта пространственной периодичности их распределения в экваториальных широтах.

Достоверность и обоснованность результатов работы подтверждена большим объемом многолетних измерений, выполненных в различных геофизических условиях и успешным моделированием полученных в эксперименте эффектов с помощью развитых в диссертации методов, использованием общепринятых приближений для проведения траекторных расчетов, использованием современных апробированных ионосферных моделей для средней невозмущенной ионосферы, соответствием полученных результатов опубликованным данным других авторов.

Практическая значимость. Результаты, полученные в данной диссертационной работе, вносят важный вклад в развитие физических представлений о естественных ионосферных неоднородностях, среднеширотного Б-рассеяния, структуре искусственной ионосферной турбулентности.

Разработанный автором комплекс программ может успешно использоваться для интерпретации результатов экспериментов по дальнему и сверхдальнему зондированию, полученных с помощью ЛЧМ-ионозонда/радиопеленгатора, а так же нагревных экспериментов по модификации ионосферы мощным КВ-излучением.

Разработанная классификация ПИВ может на практике применяться для экспресс диагностики ПИВ, оценки их параметров на трассах различной протяженности и ориентации и использоваться при решении задач однопозиционного местоопределения и прогнозирования радиосвязи с учетом влияния среднемасштабных возмущений волновой природы.

Алгоритм выбора оптимальных рабочих частот связной радиолинии включен в комплекс вторичной обработки данных, полученных с помощью ЛЧМ-ионозонда/радиопеленгатора.

Апробация диссертационной работы. Доклады и статьи по результатам диссер-

тационной работы представлены на научных конференциях, в том числе на международных научных конференциях:

• Международная научная конференция «Излучение и рассеяние электромагнитных волн» (Таганрог, 2011 г., 2013 г.),

• XIII Международная научно-техническая конференция «Радиолокация. Навигация. Связь» (Воронеж, 2007)

и на всероссийских научных конференциях:

• XXIII Всероссийская научная конференция «Распространение радиоволн» (Йошкар-Ола, 23-26 мая 2011 г.),

• IV Всероссийская конференция «Радиолокация и радиосвязь» (Москва, 29 ноября - 3 декабря 2010 г.),

• Всероссийская научно-практическая конференция «Космическая радиолокация» (Муром, 28 июня - 1 июля 2010 г.),

• XXII Всероссийская научная конференция «Распространение радиоволн» (Лоо, 22 - 26 сентября 2008 г.).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 31 печатная работа. Из них 12 статей опубликовано в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ, рекомендованных для публикации материалов диссертации, 17 работ - в сборниках трудов научных конференций. По теме диссертации получен 1 патент.

Личный вклад соискателя. Экспериментальные данные, полученные на экспериментальных программно-аппаратных комплексах ЛЧМ-зонд/радиопеленгатор, широ-коаппертурный многоканальный пеленгатор, многочастотный доплеровский радар, обработаны и проанализированы лично автором. Автор принял непосредственное участие в разработке имитационной модели процессов распространения ДКМВ с учетом рассеяния на естественных и искусственных ионосферных неоднородностях, применяемой для адаптивного анализа всех экспериментальных данных, постановке и проведении экспериментов, отборе экспериментальных данных и их анализе. Им разработано соответствующее программное обеспечение, проведено имитационное адаптивное моделирование и сформулированы основные выводы. Классификация ПИВ и способ экспресс диагностики их параметров предложены автором лично.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка сокращений и условных обозначений и списка литера-

туры. Общий объем работы составляет 179 страниц. Она содержит 75 рисунков, 10 таблиц и 15 страниц списка литературы из 152 наименований использованных источников.

Во введении обоснована актуальность проводимых исследований и разработанность данной проблемы в исследовании других авторов, сформулированы цели исследования, положения, выносимые на защиту, апробация работы. Дано краткое изложение содержания диссертационной работы по главам и параграфам.

В первой главе излагаются программно-аппаратные методы, использованные, модифицированные и развитые автором для исследования особенностей распространения декаметровых радиоволн в естественно возмущенной и искусственно модифицированной ионосфере.

В параграфе 1.1 кратко изложен метод вертикального зондирования (ВЗ) ионосферы, используемый в данной работе для коррекции профиля ионизации модели IRI. Коррекция М(Ъ)-профиля модели IRI в одной пространственно-временной точке осуществлялась в ходе имитационного моделирования на основании данных станций ВЗ «Парус» и DPS-4, ИЗМИРАН (г. Москва), «Сойка» (г. Нижний Новгород) и некоторых других.

В параграфе 1.2 описан метод наклонного ЛЧМ-зондирования ионосферы. Для выделения гармонических составляющих из разностного сигнала в данной работе применялся многооконный метод спектрального оценивания (МТМ-метод), который имеет преимущества для задач ионосферного распространения, поскольку позволяет выделить зеркальную и рассеянную компоненты сигнала и определить помимо остальных характеристик распространения (задержки и амплитуды парциальных зеркальных компонент)

также коэффициент мутности ионосферы ß (отношение энергии зеркальной компоненты к энергии рассеянной компоненты). Последний имеет важное значение для диагностики КВ канала и для расчета вероятности битовой ошибки и надежности системы связи. Поэтому созданный с использованием разработанных алгоритмов аппаратно-программный комплекс для автоматизированного определения в режиме реального времени вероятности битовой ошибки, надежности КВ связи и оптимальных рабочих частот связной радиолинии по данным наклонного ЛЧМ-зондирования имеет большое прикладное значение для обеспечения уверенного функционирования среднеширотных радиолиний КВ диапазона, особенно в естественно возмущенных ионосферных условиях.

Основное внимание уделено новому инструменту для ионосферных исследований - ЛЧМ-ионозонду/радиопеленгатору (параграф 1.3). ЛЧМ-ионозонд/пеленгатор позво-

ляет определять основные частотные характеристики КВ-канала: ДЧХ, АЧХ и УЧХ во всем диапазоне частот прохождения коротковолновых радиосигналов на трассе наклонного зондирования (НЗ), что дает возможность устанавливать локализацию ионосферных неоднородностей. Приведена схема работы ионозонда/радиопеленгатора, описаны его основные блоки. Оценка спектральной плотности мощности (СПМ) сигнала и шума осуществляется МТМ-методом.

В параграфе 1.3.1 приведено обоснование использования ЛЧМ-зонда/пеленгатора для локализации ионосферных неоднородностей: оценена его потенциально достижимая инструментальная точность в определении угловых характеристик (азимута и угла места) и амплитуд лучей. Для этого выполнено имитационное моделирование с помощью программного обеспечения реально действующего широкополосного широкобазисного программно-аппаратного комплекса КВ пеленгования. Для имитационного моделирования выбрана антенная решетка, состоящая из 16 элементов, равномерно распределенных по окружности (что близко соответствует реальным условиям эксплуатации). Моделирование выполнено для трех значений поперечного размера антенной решетки: 40 м, 80 м и 160 м; для четырех значений частот радиоволн: 5 МГц, 10 МГц, 15 МГц и 20 МГц; для различных значений отношения сигнал/шум: S/N = 5,2 дБ, S/N = 14,1 дБ,

S/N = 32,7 дБ и S/N = 52,1 дБ. Азимуты прихода лучей выбирались, исходя из симметрии антенной решетки: а = 0°, а = 5,6° и а = 11,2°, а углы места составляли: А = 5°, А = 10°, А = 20°, А = 30°, А = 40°, А = 50° и А = 60°. На первом этапе оценивалась точность определения характеристик для однолучевого поля в точке приема, то есть исключались ошибки, обусловленные многолучевым распространением. Полученные результаты представлены графически. Показано, что они хорошо согласуются с формулами, полученными аналитически для трехантенной прямоугольной антенной решетки.

На втором этапе учитывались интерференционные помехи. Показано, что ошибки, связанные с многолучевым распространением, в условиях неразрешения или неполного разрешения лучей могут на порядок превышать потенциальные инструментальные погрешности измерения двухмерных угловых координат источников излучения и их квазимгновенной мощности и существенно зависят от применяемых методов спектрального анализа. Для задачи локализации ионосферных неоднородностей это, однако, не сказывается существенно, поскольку различные моды распространения в комплексе ЛЧМ-зод/пеленгатор разделяются по задержке. Как следствие, для оценки точности определе-

ния углов можно использовать результаты, полученные для однолучевого поля. Показано, что погрешности измерения двухмерных углов прихода рассеянных сигналов, приводят к неточностям пространственной локализации ионосферных неоднородностей, которые, однако, не могут превышать 6-10 км.

В параграфе 1.4 содержится описание однопозиционного широкобазисного многоканального пеленгатора-дальномера и получаемые с его помощью характеристики: двухмерные углы прихода спектральных составляющих контролируемых сигналов (пеленг и угол места всех парциальных лучей); доплеровские смещения частоты парциальных рассеянных и прямых сигналов диагностических контролируемых передатчиков; относительные амплитуды рассеянных и прямого сигналов.

В параграфе 1.5 описана схема и основные блоки многочастотного доплеровского КВ радара, который использован в работе для изучения частотно-временных характеристик рассеянных на мелкомасштабных искусственных ионосферных неоднородностях (МИИН) сигналов.

Радарный метод обнаружения ионосферных неоднородностей - метод ракурсного рассеяния радиоволн изложен в параграфе 1.6. Развиты способы компьютерного моделирования с учетом эффектов рассеяния ДКМВ в неоднородной магнитоактивной ионосфере. Для задачи построения конусов ракурсного рассеяния в рамках структурно-физического подхода записана расширенная система лучевых уравнений в сферической системе координат. Имитационное моделирование ракурсно рассеянных сигналов имеет некоторые нюансы. Использована симметрия системы лучевых уравнений относительно

одновременной замены к на -к, I на -I. Как следствие, граничная задача решается для случая, когда точка излучения находится внутри ионосферы. Такой подход позволяет исключить при решении граничной задачи пристрелку по высоте рассеивающей области (РО). Начальные условия в этом случае записываются с учетом дисперсионного соотношения к1 = /¿2(/, £У,х,к,й) Таким образом, задача ракурсного рассеяния радиосигналов на неоднородностях сводится к: 1) нахождению координат центра РО, которые определяются точкой отражения луча обыкновенной волны от ионосферы; 2) решению граничной задачи и определению углов, с которыми лучевая траектория приходит в РО и с какими она выходит из РО, чтобы попасть в точку наблюдения; 3) определению высоты, на которой выполняется условие ракурсности между углами прихода радиоволны в РО и углами выхода из нее; 4) варьированием центра РО в горизонтальной плоскости учиты-

вается пространственный объем РО. При расчете энергетических потерь радиоволн на участках от источника до РО и от РО до точки наблюдения учитываются столкновитель-ные потери и пространственное ослабление. Поскольку, как правило, на трассах НЗ неизвестны характеристики приемных и передающих антенн, сравнение уровней сигналов различных мод распространения далее осуществляется по суммарным потерям.

Вторая глава диссертации посвящена исследованию искусственно возмущенной области ионосферы, инициированной нагревными стендами «Сура» и Е18САТ (Тромсе). Развит подход к компьютерному адаптивному имитационному моделированию эффектов влияния МИИН в трехмерно-неоднородной магнитоактивной ионосфере на характеристики распространения ДКМВ, позволяющий осуществлять эффективное позиционирование ВО, исследовать ее пространственные размеры и структуру, а также пространственное распределение неоднородностей различных масштабов.

В параграфах 2.1.1, 2.1.2 и 2.1.3 подробно описаны эксперименты с участием на-гревного стенда «Сура» и их моделирование на основе разработанного подхода. В качестве диагностического излучения при изучении свойств искусственной ионосферной турбулентности использовались сигналы наклонного ЛЧМ-зондирования ионосферы от передатчика, размещенного в ИЗМИРАН. Контролировались одновременно две трассы: прямая трасса Москва-Ростов-на-Дону и трасса ракурсного рассеяния Москва-Сура-Ростов-на-Дону. Результатом экспериментов были ДЧХ, АЧХ, и УЧХ. Для моделирования и сопоставления с экспериментальными характеристиками распространения радиоволн использовались параболическая модель ионосферы и модель ГО1 с коррекцией профиля ионизации по данным ВЗ и НЗ ионосферы (в зависимости от условий). Показана эффективность такого моделирования, объяснена структура следов, отвечающих на ДЧХ и УЧХ рассеянию на искусственных неоднородностях. Структурированность следов - наблюдаемое расслоение по задержке на ДЧХ, соотнесена, во-первых, с различными способами распространения верхнего и нижнего лучей (лучи Педерсена) рассеянных волн обыкновенной и необыкновенной поляризаций, во-вторых, с кластерной структурой области с МИИН. В результате имитационного моделирования распространения прямых и рассеянных сигналов во время нагревного эксперимента на трассе Москва-Сура-Ростов-на-Дону, установлено, что рассеянный ЛЧМ-сигнал с частотой до 10 МГц распространялся с однократным отражением от Земли, в то время как сигнал большей частоты распространялся без отражений от Земли. Показано, что в области рас-

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Вертоградова, Елена Геннадьевна, 2014 год

- 165-Список литературы

1. Bilitza D. and Reiniseh B.W. International reference ionosphere 2007: improvements and new parameters // Adv. Space Res. 2008. V.42. P.599-609, doi: 10.1016/j .asr.2007.07.048.

2. Hoque M.M. and Jakowski N. A new global empirical NmF2 model for operational use in radio systems // Radio Sci., 46, RS6015, doi:10.1029/2011RS004807,2011b.

3. Titheridge J.E. Model results for the ionospheric E region: solar and seasonal changes //Ann. Geophys. 1997. V.15, №1. P. 63-78.

4. Гинзбург В.Jl., Рухадзе А.А. Волны в магнитоактивной плазме. - М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2013. -256с.

5. Гинзбург В.Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. -М.: Наука, 1967.-683с.

6. Кравцов Ю.А., Орлов Ю.И. Геометрическая оптика неоднородных сред. -М.: Наука, 1980.-304с.

7. Девис К. Радиоволны в ионосфере. - М.:Мир, 1973. - 502с.

8. Afraimovich E.L., Astafyeva E.I., Demyanov V.V., Edemskiy I.K., Gavri-lyukN.S., IshinA.B., Kosogorov E.A., Leonovich L.A., Lesyuta O.S., Palamartchouk K.S., Perevalova N.P., Polyakova A.S., SmolkovG.Y., Voeykov S.V., Yasyukevich Y.V., Zhive-tiev I.V. A review of GPS/GLONASS studies of the ionospheric response to natural and anthropogenic processes and phenomena // J. Space Weather Space Clim. 2013. V.3. All, doi: 10.105 l/swsc/2013049.

9. Rottger J. Wave-like structures of large-scale equatorial spread-F irregularities // J. Atmos. Terr. Phys. 1973. V.35. P. 1195-1206.

10. Flaherty J.P., Kelly M.C., Seyler C.E., Fitzgerald T.J. Simultaneous VHF and transequatorial HF observations in the presence of bottomside equatorial spread F // J. Geophys. Res. 1996. V.101. Issue A12, P. 26811-26818.

11. Maruyama T. and Kawamura M. Equatorial ionospheric disturbance observed through a transequatorial HF propagation experiment //Ann. Geophys. 2006. V.24. P. 14011409.

12. Greenwald R.A., Baker K.B., DudeneyJ.R., PinnockM., Jones T.B., Thomas E.C., Villain J.-P., Cerisier J.-C., Senior C., Hanuise C., Hunsucker R.D., Sofko G., Koeh-

ler J., Nielsen E., Pellinen R., Walker A.D.M., Sato N. And Yamagishi H. DARN/SuperDARN: a global view of the dynamics of high-latitude convection // Space Sci. Rev. 1995. V.71. P. 761-796.

13. Parkinson M.L., Wild J.A., Waters C.L., Lester M., Lucek E.A., Decreau P.M.E. An auroral westward flow channel (AWFC) and its relationship to field-aligned current, ring current, and plasmapause location determined using multiple spacecraft observations// Ann. Geophys. 2007. V.25. P. 59-76.

14. Milan S.E., Yeoman Т.К., Lester M., Thomas E.C., Jones T.B. Initial backscatter occurrence statistics from the CUTLASS HF radars //Ann. Geophys. 1997. V.15. P.703-718.

15. Gauld J.K., Yeoman Т.К., Davies J.A., Milan S.E., and Honary F. SuperDARN radar HF propagation and absorption response to the substorm expansion phase // Ann. Geophys. 2002. V.20. P. 1631-1645.

16. Provan G., Yeoman Т.К., Milan S.E. CUTLASS Finland radar observations of the ionospheric signatures of flux transfer events and the resulting plasma flows // Ann. Geophys. 1998. V.16.P. 1411-1422.

17. Wright D.M., Dhillon R.S., Yeoman Т.К., Robinson T.R., Thomas E.C., Badde-ley L.J., and Imber S. Excitation thresholds of field-alligned irregularities and associated ionospheric hysteresis at very high latitudes observed using SPEAR-induced HF radar backscatter //Ann. Geophys. 2009. V.27. P. 2623-2631.

18. Jayachandran P.T., Donovan E.F., MacDougall J.W., Moorcrofit D.R., Maurice J.P.St., Prikryl P. SuperDARN E-region backscatter boundary in the dusk-midnight sector - tracer of equatorward boundary of the auroral oval // Ann. Geophys. 2002. V.20. P. 1899-1904.

19. Hysell D.L. 30 MHz radar observations of artificial E region field-aligned plasma irregularities //Ann. Geophys. 2008. V.26. P. 117-129.

20. Kuo S., Wei-Te Cheng, Snyder A., Kossey P., Battis J. Contrasting O/X-mode heater effects on O-mode sounding echo and the generation of magnetic pulsations // Geophys. Res. Lett. 2010. V.37. L01101, doi:10.1029/2009GL041471.

21. Благовещенская Н.Ф. Геофизические эффекты активных воздействий в околоземном космическом пространстве: дис. ... д-ра физ.-мат. наук: 01.03.03 / Благовещенская Наталья Федоровна. - Санкт-Петербург. 2002. - 334с.

22. Blagoveshchenskaya N.F., Kornienko V.A., Petlenko A.V., BrekkeA., Riet-veld M.T. Geophysical phenomena during an ionospheric modification experiment at Tromso,

- 167-

Norway//Ann. Geophys. 1998. V.16. P. 1212-1225.

23. Гершман Б.Н., Ерухимов Jl.M., Яшин Ю.А. Волновые явления в ионосфере и космической плазме. -М.:Наука, 1984. - 392с.

24. Вертоградов Г.Г., Мятежников Ю.П., Урядов В.П., Розанов C.B. Комплексное экспериментальное оценивание характеристик распространения KB сигналов на среднеширотных трассах различной протяженности и ориентации// Изв. вузов. Радиофизика. 2004. Т.47, №1. С. 15-31.

25. ЧерногорЛ.Ф. Дистанционное радиозондирование атмосферы и космоса: Учебное пособие. - X.: ХНУ имени В.Н. Каразина, 2009. - 500с.

26. Афраймович Э.Л., Перевалова Н.П. GPS-мониторинг верхней атмосферы Земли. Иркутск: ГУ НЦ PBX ВСНЦ СО РАМН, 2006 г. - 479с.

27. Вертоградов Г.Г. Комплексные исследования ионосферного распространения декаметровых радиоволн на трассах разной протяженности: дис. ... д-ра физ.-мат. наук: 01.04.03 / Вертоградов Геннадий Георгиевич. - Ростов-на-Дону. 2007. -432с.

28. Вертоградов Г.Г. Имитатор широкополосного ионосферного радиоканала // Радиотехника и электроника. - 2003. Т.48, №11. С. 1322-1329.

29. Барабашов Б.Г., Вертоградов Г.Г. Динамическая адаптивная структурно-физическая модель декаметрового канала связи // Математическое моделирование. 1996. Т.8, №2. С.3-18.

30. Вертоградов Г.Г. Особенности решения лучевых уравнений для крутопадающих на ионосферу декаметровых радиоволн // Излучение и рассеяние электромагнитных волн: Материалы Международной научной конференции «Излучение и рассеяние ЭМВ - ИРЭМВ-2005» - Таганрог: ТРТУ, 2005. - 440с. С.397-399.

31. Вертоградов Г.Г., Вертоградова Е.Г. Компьютерный имитатор декаметрового канала на основе структурно-физического подхода // Цифровая обработка сигналов и ее применение: Сб. докл. 3-й Международной конф. 29 ноября - 1 декабря 2000 г. - М.: Инсвязьиздат, 2000. - Т2. С.220-225.

32. Vertogradov GG, Vertogradova E.G The computer simulation of the HF-channel// Proceeding of ICAP'11-P480, Manchester, UK, 17-20 April, 2001. IEE 2001. V.2. P. 797-801.

33. Bilitza D. International Reference Ionosphere 2000 // Radio Science. 2001. V.36, №2. P. 261-275.

- 16834. URL: http://spdf.gsfc.nasa.gov/pub/models/iri/iri2012/

35. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2001611514 РФ. Программное обеспечение многоканального пеленгатора-дальномера КВ-диапазона / Вертоградов Г.Г., Кондаков Е.В., Шевченко В.Н. Заявл. 13.09.2001. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ. г. Москва, 12 ноября 2001 г.

36. Яковлев О.И., Якубов В.П., Урядов В.П., Павельев А.Г. Распространение радиоволн / Под. ред. О.И. Яковлева. - М.: ЛЕНАНД, 2009. - 496 с.

37. СоцкийВ.В. Определение высотных распределений электронной концентрации по ионограммам ионозонда «Парус»// Гелиогеофизические исследования. 2013. Выпуск 4. С. 47-57.

38. Денисенко П.Ф., Соцкий В.В. Особенности обратных задач вертикального зондирования ионосферы (обзор) // Известия СКНЦ ВШ. Естественные науки. 1987. №2. С.59-71.

39. Titheridge J.E. Ionogram analysis with the generalised program POLAN // U.S. Dept of Commerce, Nat. Oceanic and Atmo. Admin (NOAA), Report UAG-93, December 1985.

40. Beloff N., Denisenko P.F. Modern regularization techniques in data analysis for space plasma observations // Излучение и рассеяние электромагнитных волн: Материалы Международной научной конференции «Излучение и рассеяние ЭМВ - ИРЭМВ-2005» -Таганрог: ТРТУ, 2005. -440с. С.367-371.

41. Шоя Л.Д. Некоторые методические особенности решения обратной задачи вертикального зондирования ионосферы // Распространение декаметровых радиоволн. -М.: ИЗМИРАН, 1975. С. 165-183.

42. Филипп Н.Д., Блаунштейн Н.Ш., Ерухимов Л.М., Иванов В.А., Урядов В.П. Современные методы исследования динамических процессов в ионосфере. Кишинев: ШТИИНЦА, 1991.-288 с.

43. Иванов В.А., Фролов В.А., Шумаев В.В. Зондирование ионосферы непрерывными ЛЧМ сигналами. Изв. вузов. Радиофизика. 1986. Т.26, №2. С.235-237.

44. Барабашов Б.Г., Вертоградов Г.Г. Потенциальные возможности ЛЧМ-зонда как средства диагностики ионосферного радиоканала // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. 1995. №4. С.25-28.

45. Вертоградов Г.Г., Мятежников Ю.П. Многооконный метод спектрального

анализа сигналов, отраженных от ионосферы // Геомагн. и аэрономия. 2004. Т.44, №3, С. 357-371.

46. Вертоградов Г.Г., Урядов В.П., Вертоградов В.Г., Шевченко В.Н. Исследование угловых-частотных характеристик КВ-волн при наклонном ЛЧМ-зондировании ионосферы // Электромагнитные волны и электронные системы. 2007. Т. 12, №5. С.25-32.

47. Урядов В.П., Вертоградов Г.Г., Вертоградов В.Г., Кубатко C.B., Поня-товА.А., Черкашин Ю.Н., Крашенинников И.В., Валов В.А. Комраков И.В., Макаров A.B., Бредихин Д.В. Зондирование искусственно возмущенной ионосферы с помощью ионозонда/пеленгатора с линейной частотной модуляцией сигнала // Известия вузов. Радиофизика. Т.52, №4. 2009. С.267-278.

48. Патент №2399062 Российской Федерации МПК SOIS 1/08, 3/46. Ионосферный зонд-радиопеленгатор / Вертоградов Г.Г., Урядов В.П., Вертоградов В.Г., Кубатко C.B. Заявл. 15.07.2009. Опубл. 10.09.2010. Бюл.№25. - 16 с.

49. Вертоградов Г.Г., Вертоградова Е.Г., Ершов К.Г. Модели помеховой обстановки для среднеширотных трасс декаметрового диапазона на базе эмпирических данных // Электромагнитные волны и электронные системы. 2012 г. №6. С. 32-40.

50. Вертоградов Г.Г., Урядов В.П., Вертоградова Е.Г. Расчет оптимальных рабочих частот связной радиолинии по данным наклонного зондирования ионосферы // Известия вузов. Радиофизика. 2008. Т.51, №1. С.10-21.

51. Вертоградов Г.Г., Урядов В.П., Вертоградов В.Г., Вертоградова Е.Г., Плохотнюк Е.Ф., Кубатко C.B., Хайдау Ю.М., Понятов A.A., Шумаев В.В., Черкашин Ю.Н., Крашенинников И.В., Валов В.А., Бредихин Д.В., Макаров A.B. Диагностика искусственно-возмущенной ионосферы с помощью современной техники зондирования // Электромагнитные волны и электронные системы. 2010. Т.15, №5. С. 22-29.

52. Вертоградов Г.Г., Урядов В.П., Вертоградова Е.Г. Аппаратно-программный комплекс для определения оптимальных рабочих частот связной радиолинии по данным наклонного зондирования ионосферы. 1. Метод и алгоритм обработки данных // XIII международная научно-техническая конференция «Радиолокация Навигация Связь». -Воронеж: САКВОЕЕ, 2007. Т.2. С.1203 - 1214.

53. Вертоградов Г.Г., Урядов В.П., Вертоградова Е.Г. Аппаратно-

программный комплекс для определения оптимальных рабочих частот связной радиолинии по данным наклонного зондирования ионосферы. 2. Эксперимент и моделирование // XIII международная научно-техническая конференция «Радиолокация Навигация Связь». - Воронеж: САКВОЕЕ, 2007. Т.2. С.1215-1226.

54. Патент №2394371 Российской Федерации Н04В 7/22 Устройство для определения оптимальных рабочих частот ионосферного радиоканала / Вертоградов Г.Г., Урядов В.П., Вертоградова Е.Г. Заявл. 29.05.2009. Опубл. 10.07.2010. Бюл.№19. - 15 с.

55. Gething P.J.D. Radio direction-finding and resolution of multicomponent wave-filds. -London: Peter Peregrinus Ltd, 1976. - 329p.

56. Патент №2207583 Российской Федерации 7G01S 3/00, 3/14, 3/74 Способ пеленгации множества источников радиоизлучения, одновременно попадающих в полосу приема / Шевченко В.Н., Вертоградов Г.Г., Иванов Н.М., Берсенев Е.В. Заявл. 29.11.2001. Опубл. 27.06.2003. Бюл.№18. - 12 с.

57. Патент №2190236 Российской Федерации 7G01S 5/04 Способ обнаружения и определения двухмерного пеленга и частоты источников радиоизлучения / Шевченко В.Н., Емельянов Г.С., Вертоградов Г.Г. Заявл. 13.09.2000. Опубл. 27.09.2002. Бюл.№27. - 8 с.

58. Gething P.J.D. Radio direction finding and superresolution. - London: Peter Peregrinus Ltd, 1990. - 365p.

59. Вертоградов Г.Г., Кондаков Е.В. Уменьшение влияния многолучевости на точность определения углов прихода интерферометрическим методом // Радиотехника. 2003. №1. С.86-90.

60. Аврамиди И.Г., Барабашов Б.Г., Вертоградов Г.Г. Способ снижения влияния многолучевости на точность определения углов прихода радиоволн // Радиотехника. 1983. №9. С.69-73.

61. Марпл.-мл. СЛ. Цифровой спектральный анализ и его приложения. -М.: Мир, 1990.-584с., ил.

62. Ратынский М.В. Адаптация и сверхразрешение в антенных решетках. -М.: Радио и связь, 2004. -199с.

63. URL: http://www.ngdc.noaa.gov/IAGA/vmod/igrf.html

64. Гуревич А.В. Нелинейные явления в ионосфере // Успехи физических наук.

2007. T.l77, №11. С. 1145-1177.

65. Фролов B.JI., Болотин И.А., Комраков Г.П., Вертоградов Г.Г., Вертоградов В.Г., Вертоградова Е.Г., Акчурин А.Д., Бочкарев В.В., Дрешер A.M., Зыков Е.Ю., Латыпов P.P., Петрова И.Р., Юсупов К.М., Куницын В.Е., Падохин A.M., Курбатов Г.А. Гирогармонические свойства генерации искусственных ионосферных неоднородностей // Известия вузов. Радиофизика. 2012. Т.55, №6. С.1-28.

66. Фролов В.Л., Болотин И.А., Урядов В.П., Вертоградов Г.Г., Вертоградов В.Г., Вертоградова Е.Г., Акчурин А.Д., Зыков Е.Ю., Юсупов К.М. Гирогармонические свойства генерации искусственных ионосферных неоднородностей // XXIII Всероссийская научная конференция «Распространении радиоволн», 23-26 мая 2011 г. Сборник докладов. Т.2. Йошкар-Ола: Марийский государственный технический университет, 2011. - ISBN 978-5-8158-0862-1. - 308 с. С.285-288.

67. Фролов В.Л., Бахметьева Н.В., Беликович В.В., Вертоградов Г.Г., Вертоградов В.Г., Комраков Г.П., Котик Д.С., Митяков Н.А., Поляков С.В., Рапопорт В.О., Сергеев Е.Н., Терещенко Е.Д., Толмачева А.В., Урядов В.П., Худукон Б.З. Модификация ионосферы Земли мощным коротковолновым радиоизлучением // Успехи физических наук. 2007. Т. 177, №3. С.330-340.

68. Blagoveshchenskaya N.F., Borisova T.D., Kornienko V.A., Moskvin I.V., Riet-veld M.T., Frolov V.L., Uryadov V.P., Kagan L.M., Yampolski Yu.M., Galushko V.L., Ko-loskov A.V., Kasheev S.B., Zalizovski A.V., Vertogradov G.G., Vertogradov V.G., Kelley M.C. Probing of medium-scale traveling ionospheric disturbances using HF-induced scatter targets // Ann. Geophys. 2006. V.24. P. 1-13.

69. Вертоградов Г.Г., Урядов В.П., Вертоградов В.Г., Вертоградова Е.Г., Ку-батко С.В. Ионозонд-радиопеленгатор с линейной частотной модуляцией сигнала -новый инструмент для исследований ионосферы и распространения радиоволн // Известия вузов. Радиофизика. 2013 г., Т.56, №5. С.287-306.

70. URL: http://geomag.nrcan.gc.ca/apps/mfcal-eng.php

71. URL: http://www.swpc.noaa.gov/

72. Kelley М.С., ArceT.L., Salowey J., Sulzer M., Armstrong Т., Carter M., and Duncan L. Density depletions at the ten-meter scale induced by the Arecibo Heater // J. Geophys. Res. 1995. V.100(A9). P. 17367-17376.

- 17273. Вертоградов Г.Г., Вертоградова Е.Г., Урядов В.П., Вертоградов В.Г., Ком раков Г.П., Крашенинников И.В., Черкашин Ю.Н., Валов В.А., Бредихин Д.В., Макаров А.В. Кластерная структура искусственной ионосферной турбулентности по данным радарных измерений с помощью ионозонда-радиопеленгатора // Известия вузов. Радиофизика. 2012. Т.55, №1-2. С.1-13.

74. Вертоградов Г.Г., Вертоградова Е.Г., Урядов В.П. , Вертоградов В.Г., Комраков Г.П., Крашенинников И.В., Черкашин Ю.Н., Валов В.А., Бредихин Д.В., Макаров А.В. Особенности ракурсного рассеяния коротких волн искусственной ионосферной турбулентностью по данным ионозонда-радиопеленгатора // XXIII Всероссийская научная конференция «Распространении радиоволн», 23-26 мая 2011 г. Сборник докладов. Т.2. Йошкар-Ола: Марийский государственный технический университет, 2011. -ISBN 978-5-8158-0862-1. - 308 с. С.203-206.

75. Черногор Л.Ф., Вертоградов Г.Г., Вертоградова Е.Г., Урядов В.П., Шамота М.А. Согласованные квазипериодические вариации уровня геомагнитных пульсаций и доплеровского смещения частоты ракурсно-рассеянных искусственными неоднородностями радиоволн декаметрового диапазона // Известия вузов. Радиофизика. 2010. Т.53, №12. С.766-785.

76. Klostermeyer J. and Rottger J. Simultaneous geomagnetic and ionospheric oscillations caused by hydromagnetic waves // Planet. Space Sci. 1976. V.24, P.1065-1071.

77. Watermann J. Observation of correlated ULF fluctuations in the geomagnetic field and in the phase path of ionospheric HF soundings // J. Geophys. 1987, V.61, №1, P.39-45.

78. Liu J.Y., Huang Y.N. and Berkey F.T. The phase relationship between ULF geomagnetic pulsations and HF Doppler shift oscillations on March 24, 1991 // J. Geomagn. Geoelectr. 1993. V.45. P.109-114.

79. Al'perovich L.S., Fedorov E.N., Volgin A.V., Pilipenko V.A. and Pokhil'ko S.N. Doppler sounding as a tool for the study of the MHD wave structure in the ionosphere // J. At-mos. Terr. Phys. 1991, V.53, №6-7, P.581-586.

80. Благовещенская Н.Ф., Бубнов B.A., Шелухин В.И. Экспериментальные исследования характеристик KB сигналов на коротких трассах при воздействии на ионосферу мощного KB радиоизлучения // Изв. вузов. Радиофизика. 1992. Т.35, №1. С.24-30.

81. Беленов А.Ф., Пономаренко П.В., Синицин В.Г., Ямпольский Ю.М. О при-

роде квазипериодических вариаций допплеровского смещения частоты KB радиосигналов, рассеянных областью ИИТ // Изв. вузов. Радиофизика. 1993. Т.36, №12. С.1089-1095.

82. Belenov A.F., Erukhimov L.M., Ponomarenko P.V., Yampolski Yu.M. Interaction between artificial ionospheric turbulence and geomagnetic pulsations // J. Atmos. Terr. Phys. 1997, V.59, №18, P.2367-2372.

83. Нишида А. Геомагнитный диагноз магнитосферы. - M.: Мир, 1980. - 302c.

84. Паркинсон У. Введение в геомагнетизм. - М.: Мир, 1986. - 527с.

85. Sinitsin V.G., Kelly М.С., Yampolski Yu.M., Hysell D.L., Zalizovski A.V., Ponomarenko P.V. Ionospheric conductivities according to Doppler radar observations of stimulated turbulence // J. Atmos. Terr. Phys. 1999. V.61, №12. P.903-912.

86. Ponomarenko P.V., Yampolski Yu.M., Zalizovski A.V., Hysell D.L., Tyrnov O.F. Interaction between artificial ionospheric irregularities and natural MHD waves // J. Geophys. Res. 2000. Al. V.105, №1. P.171-181.

87. Yampolski Yu.M., Hysell D.L., Kelly M.C., Beley V.S. HF radar observations of decaying artificial field-aligned irregularities // J. Geophys. Res. 1996. V.101, №.12. P.1654.

88. Черногор Л.Ф., Вертоградов Г.Г., Вертоградова Е.Г., Урядов В.П., Шамота М.А. Согласованные вариации уровня геомагнитных пульсаций и эффективного доплеровского смещения частоты радиоволн, рассеянных искусственными мелкомасштабными магнито-ориентированными ионосферными иеоднородностя-ми // XXIII Всероссийская научная конференция «Распространении радиоволн», 23-26 мая 2011 г. Сборник докладов. Т.2. Йошкар-Ола: Марийский государственный технический университет, 2011. -ISBN 978-5-8158-0862-1. -308 с. С.293-296.

89. URL: http://www.eiscat.se

90. Вертоградов Г.Г., Вертоградова Е.Г. Особенности рассеяния на мелкомасштабных ионосферных неоднородностях при воздействии на ионосферу высокоширотного нагревного стенда EISCAT // Труды Международной научной конференции «Излучение и рассеяние электромагнитных волн - ИРЭМВ-2011». -Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2011. - 542 с. С.391-395.

91. Вертоградов Г.Г., Вертоградова Е.Г. Исследование искусственных ио-нос-ферных образований с использованием нагревного стенда EISCAT (Тромсе) //

Региональная XVI конференция по распространению радиоволн. Сборник трудов конференции. Санкт-Петербург, 9 ноября - 11 ноября 2010 года. С.66-69.

92. Построение эмпирической модели фоновых волновых возмущений средне-широтной ионосферы // Отчет по НИР ИИ АН Каз.ССР по теме 074.02 (промежуточный). Научн.рук. Дробжев В.И., Яковец А.Ф. -Алма-Ата: 1988. -256 с.

93. Построение эмпирической модели фоновых волновых возмущений средне-широтной ионосферы // Отчет по НИР ИИ АН Каз.ССР по теме 074.02 (заключительный). Научн.рук. Дробжев В.И., Яковец А.Ф. - Алма-Ата: 1990. Гос.рег. №01860125053. - 129с.

94. Дробжев В.И., Краснов В.М., Литвинов Ю.Г., Пеленицын Г.М., Сали-хов Н.М., Хачинян B.C. Волновые возмущения в ионосфере средних широт // XIII Всесоюзная конференция по распространению радиоволн. Горький, июнь 1981г. Тезисы докладов. 4.1. -М.: Наука, 1981. С.34-36.

95. Waldock J.A., Jones T.B. Source region of medium-scale traveling ionospheric disturbances observed at mid-latitudes // J. Atm. Terr .Phys. 1987. V.49, №2. P. 105.

96. Жебсаин B.B., Нагорский П.М., Таращук Ю.Е., Цыбиков Б.Б. Волновые возмущения в области F, вызванные солнечным терминатором // Волновые возмущения в ионосфере. - Алма-Ата: Наука, 1987. С.84-89.

97. Подьячий Ю.И. Реакция ионосферы на прохождение терминатора // Вестник Харьковского политехнического института. 1980. №170. С.58-60.

98. Иванов В.П., Карвецкий В.Л., Карпов И.В., Коренькова H.A. Пространственно-временные характеристики волновых возмущений ионосферы // Труды XX Всероссийской конференции «Распространение Радиоволн» 2-4 июля 2002г. -Н. Новгород: Талам, 2002. - 526с. С. 108-109.

99. Вертоградов Г.Г., Урядов В.П., Вертоградов В.Г. Мониторинг волновых возмущений методом наклонного зондирования ионосферы // Изв. вузов. Радиофизика. 2006. Т.49, №3. С. 1015-1029.

100. Vertogradov G.G., Vertogradov V.G., Uryadov V.P. Oblique chirp sounding and modeling of ionospheric HF channel at paths of different length and orientation // Int. J. Geo-magn. Aeron. 2007. V.7, GI2002, doi:10.1029/ 2006GI000143.

101. Вертоградов Г.Г., Урядов В.П., Вертоградов В.Г. Наклонное зондирование и моделирование ионосферного коротковолнового канала // Изв. вузов. Радиофизика. 2005.

Т.48, № 6. С.455-471.

102. Троицкий Б.В. Перемещающиеся волновые возмущения в ионосфере // Ионосферные исследования. 1990. №30. С.57-61.

103. Stacker A.J., Arnold N.F., Jones Т.В. The synthesis of travelling ionospheric disturbance (TID) signatures in HF radar observations using ray tracing // Ann. Geophys. 2000. V.18. P.54-64.

104. MacDougall J.W., Andre D.A., Sofko G.J., Huang C.-S., Koustov A.V. Travelling ionospheric disturbance properties deduced from Super Dual Auroral Radar measurements // Ann. Geophys. 2001. V.18. P.1550-1559.

105. Афраймович Э.Л. Интерференционные методы радиозондирования ионосферы. -М.: Наука, 1982. -198с.

106. Каган Л.М., Николлс М.Дж., Келли М.К., Фролов В.Л., Беликович В.В., Бахметьева Н.В., Комраков Г.П., Недзветский Д.И., Урядов В.П., Ямпольский Ю.М., Га-лушко В.Г., Колосков А.В., Зализовский А.В., Кащеев С.Б., Благовещенская Н.Ф., Корниенко В.А., Борисова Т.Д., Гуревич А.В., Вертоградов Г.Г., Вертоградов В.Г., Трондсен Т.С., Донован Е. Оптическая и радиочастотная диагностика ионосферы над нагревным стендом Сура. Обзор результатов // Радиофизика и Радиоастрономия. 2006. Т. 11, №3. С.221-241.

107. Вертоградов Г.Г., Денисенко П.Ф., Вертоградова Е.Г., Урядов В.П. Мониторинг среднемасштабных перемещающихся ионосферных возмущений по результатам наклонного ЛЧМ-зондирования ионосферы // Электромагнитные волны и электронные системы. 2008. Т.13, №5. С.35-44.

108. Вертоградов Г.Г., Денисенко П.Ф., Вертоградова Е.Г. Урядов В.П. Мониторинг перемещающихся ионосферных возмущений по результатам наклонного ЛЧМ-зондирования // XXII Всероссийская научная конференция «Распространение радиоволн» РРВ-22 г. Ростов-на-Дону - п.Лоо, 22-26 сентября 2008 год. Труды конференции. T.l. С.113-116. - Ростов-на-Дону: СКНЦ ВШ АПСН, 2008. - 326с.

109. URL: http://sunearthdav.nasa.gov/2006/images/kit_poster.pdf - 7 р.

110. URL: http://eclipce.gsfc.nasa.gov/SEpath/SEpath2001/SE2006Mar29Tpath.html

111. Вертоградов Г.Г., Вертоградова Е.Г., Урядов В.П. Отклик ионосферы на солнечное затмение 29 марта 2006 г. по данным наклонного ЛЧМ зондирования// Труды Международной научной конференции. «Излучение и рассеяние

электромагнитных волн -ИРЭМВ-2013». - Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2013. С.569-573.

112. Вертоградов Г.Г., Вертоградова Е.Г., Урядов В.П. Диагностика реакции ионосферы на солнечное затмение по данным наклонного JI4M зондирования // Электромагнитные волны и электронные системы. 2013 г. №9. С.14-18.

113. Ossakow S.L. Spread-F theories - A review // J. Atm. Terr. Phys. 1981. V.43. P. 437-452.

114. Гершман Б.Н., Казимировский Э.С., Кокоуров В.Д., Чернобровкина Н.А. Явление F-рассеяния в ионосфере. М.: Наука, 1984, - 141с.

115. Bowman G.G. A review of some recent work on mid-latitude spread-F occurrence as detected by ionosonders // Journal of geomagnetism and geoelectricity. 1990. V.42, №2. P. 109-138.

116. Fukao S., Ozawa Y., Yokoyama Т., Yamamoto M., Tsunoda R.T. First observations of the spatial structure of F region 3-m-scale field-aligned irregularities with the Equatorial Atmosphere Radar in Indonesia // J. Geophys. Res. 2004. V.109. Issue A2. doi: 10.1029/2003JA010096.

117. Reinisch B.W., Abdu M., Batista I., Sales G.S., Khmyrov G., Bullett T.A., Chau J., Rios V. Multistation digisonde observations of equatorial spread F in South America // Ann. Geophys. 2004. V.22. P. 3145-3153.

118. Hysell D.L., Larsen M.F., Swenson C.M., Barjatya A., Wheeler T.F., Bullett T.W., Sarango M.F., Woodman R.F., Chau J.L., Sponseller D. Rocket and radar investigation of background electrodynamics and bottom-type scattering layers at the onset of equatorial spread //Ann. Geophys. 2006. V.24. P. 1387-1400.

119. Rodrigues F.S., Hysell D.L., De Paula E.R. Coherent backscatter radar imaging in Brazil: large-scale waves in the bottomside F-region at the onset of equatorial spread F // Ann. Geophys. 2008. V.26. P. 3355-3364.

120. Booker H.G., Wells H.W. Scattering of radio waves by the F-region of the ionosphere // Terrestrial Magnetism and Atmospheric Electricity. 1938. V.43, №3. P. 249.

121. Pierce J.A.; Mimno H.R. The Reception of Radio Echoes From Distant Ionospheric Irregularities // Physical Review. 1940. V.57, №2. P. 95-105.

122. Munro G.H. Short-Period Changes in the F Region of the Ionosphere // Nature. 1948. V.162, №4127. P. 886-887. doi: 10.1038/162886a0.

- 177123. Bowman G.G., Monro P.E. Mid-latitude range spread and travelling ionospheric disturbances // J. Atm. Terr. Phys. 1988. V.50. P. 215-223.

124. Woodman R.F. Spread F - an old equatorial aeronomy problem finally resolved? //Ann. Geophys. 2009. V.27. P. 1915-1934.

125. URL: http://www.sec.noaa.gov/

126. Hines C.O. Generation of Turbulence by Atmospheric Gravity Waves // Journal of the atmospheric sciences. 1988. V.45, №7. P. 1269-1278.

127. Fritts D.C. Gravity wave saturation in the middle atmosphere: A review of theory and observations // Reviews of Geophysics. 1984. V.22, №3. P. 275-308.

128. Fritts D.C. A numerical study of gravity wave saturation: Nonlinear and multiple wave effects // Journal of the atmospheric sciences. V.42, №19. P. 2043-2058.

129. Huang C.-S., Miller C.A., Kelley M.C. Basic properties and gravity wave initiation of the midlatitude F region instability // Radio Sci. 1994. V.29. 395-405.

130. Урядов В.П., Вертоградов Г.Г., Вертоградова Е.Г. Загоризонтная KB радиолокация мелкомасштабных неоднородностей средиеширотной ионосферы с помощью ЛЧМ ионозонда - радиопеленгатора // Труды Международной научной конференции. «Излучение и рассеяние электромагнитных волн - ИРЭМВ-2013». -Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2013. С.627-632.

131. Урядов В.П., Вертоградов Г.Г., Вертоградова Е.Г. Радарные наблюдения F-рассеяния в средиеширотной ионосфере с помощью ионозонда-радиопеленгатора //Известия вузов. Радиофизика. 2013. Т.56, №1. С.1-12.

132. Вертоградов Г.Г., Урядов В.П., Вертоградов В.Г., Вертоградова Е.Г., Ку-батко С.В., Валов В.А. Многофункциональный комплекс для наклонного зондирования на базе ионозонда - радиопеленгатора // Журнал Радиоэлектроники. №12. 2010. -18 с. URL: httn://jre.cplire.ru/ire/decl0/4/text.html

133. Вертоградов Г.Г., Урядов В.П., Вертоградов В.Г., Вертоградова Е.Г., Ку-батко С.В. ЛЧМ ионозонд/пеленгатор в ионосферных исследованиях. Результаты и перспективы использования // IV Всероссийская конференция «Радиолокация и радиосвязь» - ИРЭ РАН, 29 ноября - 3 декабря 2010 г. Доклады. Издание JRE - ИРЭ им. В.А.Котельникова РАН, Москва 2010 г., ISSN 1684-1719. С.111-115.

134. Вертоградов Г.Г., Урядов В.П., Вертоградова Е.Г. ЛЧМ ионозонд/радио-пеленгатор - новый инструмент для исследований ионосферы и распространения

радиоволн // Труды XVI научной конференции по радиофизике, посвященной 100-летию со дня рождения А.Н. Бархатова (Нижний Новгород, 11-18 мая 2012 г) / Под.ред. С.М.Грача, А.В.Якимова. Нижний Новгород: ННГУ, 2012. - 301 с. С.78-79.

135. Вертоградов Г.Г., Урядов В.П., Вертоградова Е.Г., Понятое А.А. Сверхдальнее зондирование ионосферного канала с помощью ЛЧМ ионозон-да/пеленгатора // Труды XIV научной конференции по радиофизике, посвященной 80-й годовщине со дня рождения Ю.Н. Бабанова (Нижний Новгород, 7 мая 2010 г) / Под.ред. С.М.Грача, А.В.Якимова. Нижний Новгород: ННГУ, 2010. - 368 с. С.70-72.

136. Rottger J. The macro-scale structure of equatorial spread-F irregularities // J. At-mos. Terr. Phys. 1976. V.38. P. 97-101.

137. Hysell D.L., Kelley M.C., Swartz W.E., Woodman R.F. Seeding and layering of equatorial spread F by gravity waves // J. Geophys. Res. 1990. V.95(A10). P. 17253-17260.

138. Kudeki E., Akgiray A., Milla M., Chau J.L., Hysell D.L. Equatorial spread-F initiation: Post-sunset vortex, thermospheric winds, gravity waves // J. Atmos. Solar Terr. Phys. 2007. V.69. Issues 17-18. P. 2416-2427.

139. Fritts D.C., Vadas S.L., Riggin D.M., Abdu M.A., Batista I.S., Takahashi H., Me-deiros A., Kamalabadi F., Liu H.-L., Fejer B.G., Taylor M.J. Gravity wave and tidal influences on equatorial spread F based on observations during the Spread F Experiment (SpreadFEx) // Ann. Geophys. 2008. V.26. P. 3235-3252.

140. Tsunoda R.T. High latitude irregularities: A review and synthesis // Rev. Geophys. 1988. V.26. P. 719-760.

141. Moller H.G. Backscatter results from Lindau - II. The movement of curtains of intense irregularities in the polar F-layer // J. Atm. Terr. Phys. 1974. V.36. P. 1487-1501.

142. Вертоградов Г.Г., Урядов В.П., Вертоградова Е.Г., Понятов А.А. Сверхдальнее зондирование ионосферного канала с помощью ионозода/пеленгатора с линейно-частотной модуляцией сигнала // Известия высших учебных заведений. Радиофизика. 2010. Т.53, JV23. С.176-187.

143. Вертоградов Г.Г., Урядов В.П., Вертоградова Е.Г., Понятов А.А. Сверхдальнее зондирование ионосферного канала с помощью ЛЧМ ионозода/пеленгатора // Труды Всероссийской научно-практической конференции «Космическая радиолокация», Муром, 28 июня - 1 июля 2010 г. С.205-209.

144. Вертоградов Г.Г., Валов В.А., Вертоградов В.Г., Вертоградова Е.Г., Ку-

батко C.B., Урядов В.П, Черкашин Ю.Н. ЛЧМ ионозонд-радиопеленгатор и его применение в ионосферных исследованиях // Физические основы приборостроения. 2012. Т.1, №4. С.24-43.

145. Вертоградов Г.Г., Урядов В.П., Вертоградова Е.Г., Понятов A.A. Трансэкваториальное зондирование ионосферного канала с помощью ионозонда-радиопеленгатора // XXIII Всероссийская научная конференция «Распространение радиоволн», 23-26 мая 2011 г. Сборник докладов. Т.2. Йошкар-Ола: Марийский государственный технический университет, 2011. - ISBN 978-5-8158-0862-1. - 308 с. С.281-284.

146. Урядов В.П., Вертоградов Г.Г., Вертоградова Е.Г. Диагностика неоднородной структуры экваториальной ионосферы методом загоризонтной KB радиолокации с помощью ЛЧМ ионозонда-радиопеленгатора // Труды Международной научной конференции. «Излучение и рассеяние электромагнитных волн - ИРЭМВ-2013». -Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2013. С.574-578.

147. URL: http://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp

148. URL: http://www.sgo.fi

149. Moffet R.J., Quegan S. The mid - latitude trough in the electron concentration of the ionospheric F-layer: a review of observations and modeling // J. Atm. Terr. Phys. 1983. V.45, №5. P. 315-343.

150. Урядов В.П., Куркин В.И., Вертоградов Г.Г., Вертоградов В.Г., Понятов A.A., Пономарчук С.Н. Особенности распространения KB сигналов на средних широтах в условиях геомагнитных возмущений // Изв. вузов. Радиофизика. 2004. Т. 47, № 12. С. 1041-1056.

151. Благовещенский Д.В., Борисова Т.Д., Калишин A.C. Нестандартные (боковые) моды распространения на высокоширотной коротковолновой радиотрассе // Известия вузов. Радиофизика. 2009. Т. 52, №4. С.101-112.

152. Урядов В.П., Вертоградов Г.Г. Вертоградова Е.Г. Влияние неоднородной структуры высокоширотной ионосферы на дальнее распространение коротких волн // Известия вузов. Радиофизика. 2012 г. Т.55, №4. С.255-265.