Исследования возмущений ионосферы методами GPS-интерферометрии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.29, кандидат физико-математических наук Зиенко, Андрей Станиславович

• Зиенко, Андрей Станиславович
• кандидат физико-математических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Зиенко, Андрей Станиславович

Введение.

Глава 1. Неоднородныектуры в ионосфере.

1.1. Параметры ионосферных неоднородностей.

1.2. Механизмы формирования неоднородностей.

1.3. Акустико-гравитационные волны как причинаионосферных возмущений.

1.4. Классификации неоднородных структур в ионосфере.

Глава 2. GPS- интерферометрия как развитие методик диагностики неоднородностей ионосферы.

2.1. Методы дистанционной диагностики ионосферы.

2.2. Влияние ионосферных неоднородностей на распространение спутниковых сигналов.

2.3. Использование сигналов GPS для исследования ионосферы.

2.4. Определение параметров ПИВ при использовании GPS- данных.

ГЛАВА 3. Анализ вейвлет-спектров сигналов системы GPS.

3.1. Вейвлет-спектры временных последовательностей.

3.2. Исследование статистического подхода и его характеристик при анализе вейвлст-спектров.

3.3. Применение вейвлет-анализа к данным GPS.

3.4. Основные результаты Главы 3.

Глава 4. Основные результаты исследований.

4.1. Общая характеристика используемых геофизических данных.

4.2. Общая характеристика наблюдательных GPS подсетей.

4.3. Влияние геомагнитных условий на волновую активность.

4.4. Волновой спектр ионосферных неоднородностей.

4.5. Анализ ионосферных возмущений в октябре - ноябре 2003г.

4.6. Влияние геомагнитных условий на структуру GPS- сигналов.

4.7. Краткие итоги главы 4.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследования возмущений ионосферы методами GPS-интерферометрии»

Актуальность работы.

Наличие неоднородных структур в атмосфере и ионосфере Земли является типичным состоянием этих сред и связано с широким кругом явлений. Во-первых, речь идет о целом многообразии процессов, протекающих на Солнце и в околоземном космическом пространстве (ОКП) и приводящих, например, к магнитным бурям. Совокупность явлений, связанных с ОКП и солнечно-земными взаимодействиями часто собирательно называют космической погодой. Вместе с тем, ионосфера как часть атмосферы является индикатором различных процессов и в системе «планета Земля — атмосфера», например, тайфунов, циклонов, землетрясений и проч. Под термином «неоднородные структуры» ионосферы и атмосферы здесь и ниже понимается отклонение параметров ионосферной плазмы (концентрация, электронная и ионная температура и т.п.) и атмосферных полей температуры, давления, влажности от средних, равновесных значений для данного сезона, времени суток, высоты и геомагнитных условий в силу различных, в том числе и флуктуационных, процессов.

Таким образом, ионосфера является уникальной средой для эффективного выделения и изучения возмущений различной природы. В самом деле, появление в ионосфере неоднородностей приводит к изменению условий распространения радиоволн, используемых для исследовательских, связных и навигационных приложений. Изучая характеристики параметров зондирующих трансионосферных сигналов возможно, изучать изменения в состоянии атмосферы и ионосферы, а изменение количества регистрируемых феноменов, например, неоднородностей, связанных с ними сбоев и проч., может быть индикатором определенных процессов в изучаемых средах. Научный интерес к проблеме исследования ионосферных возмущений и причин их появления обусловлен еще и тем, что воздействия магнитных бурь, солнечных вспышек и т.п. можно трактовать как активные эксперименты в атмосфере-ионосфере Земли и использовать для решения целого ряда задач физики ионосферы, ионосферного распространения радиоволн и т.д. без вмешательства в нашу среду обитания, т.е. проведения активных экспериментов.

Такая постановка задачи важна не только для исследовательских задач радиозондирования в физике атмосферы, ионосферы и околоземного пространства, но и для различных радиофизических приложений. Прикладной радиофизический аспект обусловлен влиянием неоднородных структур на распространение радиоволн в широком диапазоне длин волн (от сотен метров до десятков сантиметров), используемых в радиосвязи, радиолокации, радионавигации и радиоастрономии.

Отметим, что неоднородности в ионосфере, наряду с флуктуационной природой, в ряде случаев имеют и волновые характеристики разных пространственно-временных масштабов, являющихся индикаторами всевозможных динамических процессов в ионосфере [1-21]. Между тем, механизмы образования и свойства этих структур изучены и теоретически, и экспериментально недостаточно, несмотря на все успехи последних десятилетий, например, интерпретация наблюдаемой крайне сложной интерференционной картины и полученных результатов неоднозначна в связи с комплексностью указанной проблемы.

Таким образом, исследование структуры и динамики ионосферных структур и перемещающихся ионосферных возмущений (ПИВ) квазиволнового типа в связи с геомагнитной и солнечной активностью, является актуальной задачей физики атмосферы Земли и радиофизики, поскольку эти возмущения являются проявлением атмосферных внутренних и акустико-гравитационных волн (ВГВ и АГВ соответственно), дающих существенный вклад в общую динамику и энергетику верхней атмосферы [7, 14]. Уникальность ситуации связана с тем, что причиной появления волнового возмущения в ионосфере могут быть различные процессы - внутренние, атмосферные и внешние, определяемые динамикой в околоземном космическом пространстве.

Наблюдаемая экспериментально картина возмущений электронной концентрации всегда является результатом интерференции ИН и ПИВ от различных источников. Более того, основные методы трансионосферных исследований такой интерференционной картины - кроме радиотомографии -принципиально двумерны, т.е. не решают вопрос о высотной локализации наблюдаемых структуры. Иными словами, возможна ситуация, когда несколько ПИВ с различными параметрами, локализованных на разных высотах, интерпретируются как одно образование с некоторыми эффективными характеристиками.

Существующие последние' 50 лет двумерные методики изучения ПИВ по движению дифракционной картины по поверхности Земли теперь развиваются для использования сигналов системы GPS. В интерферометрических методах считается, что изучаемая картина получена в предположении действия на зондирующий сигнал некоторого эффективного модулирующего экрана, заменяющего действие всех сред распространения. Это тем более оправдано, что в качестве исследуемого параметра методы выделяют интеграл от фазовых или амплитудных набегов в тестовой волне вдоль луча зондирования.

Именно такой подход дал огромный материал и основные результаты о неоднородных структурах и ПИВах ионосферы за более чем полувековую историю своего использования. Разработанные ранее методики, в силу своей развитости и сравнительной простоты, остаются основными при получении информации об ионосфере и атмосфере, а использование в них сигналов навигационной системы GPS без преувеличения явилось важнейшей вехой их развития, поскольку позволило в принципе решить вопрос систематического сбора и изучения описанных выше феноменов не эпизодически, но в течение длительного времени в различных регионах Земли.

Методы GPS- интерферометрии не требуют специальной калибровки. Они используют сопутствующую информацию, получаемую при постоянном геодезическом мониторинге на наблюдательных станциях. Количество станций наблюдения уже сейчас превосходит число постов Всемирного Метеорологического Общества (WMO) и накоплен колоссальный объем такой информации, превосходящий несколько Тб в архивированном виде. Именно поэтому важно создание эффективных программ по автоматической обработке и систематизации получаемых данных по региональному признаку. Методы GPS-интерферометрии позволяют исследовать как естественные процессы в средах, так и явления связанные с антропогенным воздействием (крупными взрывами, стартами ракет) или природными катаклизмами (землетрясениями, магнитными бурями или солнечными вспышками).

В этой связи, основной целью данной работы является систематические исследования ИН и ПИВ, регистрируемых в ионосфере дифференциальными методами по данным полного электронного содержания на основе GPS - радио интерферометрии в различных геофизических условиях и уровнях солнечной активности.

• - Основные задачи, решаемые в данной работе условно делятся на :

1) методические, направленные на совершенствование способов обработки спутниковой информации,

2) реализацию предложенных методов анализа в конкретном пакете специализированных прикладных программ,

3) использование созданного ПО непосредственно для обработки и геофизического анализа обширного экспериментального материала. Проведение геофизического анализа результатов.

Для решения поставленных задач необходимо:

- использовать и развить опробованные радио-интерференционные GPS-методов исследования ионосферных неоднородностей.

- развитие методик исследования сигналов системы GPS и увеличение точности определения НЧ компонент ионосферных сигналов с использованием вейвлет-анализа, отработка методики в ходе численного моделирования для выработки критериев автоматической обработки данных;

- реализовать разработанные методики в конкретном пакете специализированных прикладных программ,

- провести мониторинг ИН с использованием региональных данных, определить частоты появления, спектральные характеристики и параметры движения ИН,

- провести геофизический анализ и интерпретацию полученных результатов.

Таким образом, для выполнения работы по сути необходимо создать и использовать высокоэффективное программное обеспечение, позволяющее проводить интерактивный комплексный анализ огромного объема экспериментальных GPS-данных, что включает в себя

• анализ целостности и качества используемых данных, проводимый комплексом в автоматическом режиме при вводе или пользователем с возможностью полной визуализации исследуемых сигналов;

• выделение волновых структур и определения параметров их движения корреляционным методом по данным на трех наблюдательных станциях;

• спектральный и вейвлет-анализ всех сигналов, выбранных пользователем или комплексом (при автоматической обработке) для анализа;

• визуализация практически всех этапов обработки и результатов анализа, построение карт пространственных распределений ТЕС и его производной по времени.

Практическая ценность работы состоит в том, что полученные результаты по обработке огромных объемов экспериментальных данных и разработанные в диссертации методы, в частности, по использованию вейвлет- анализа при исследовании ионосферных сигналов, могут быть использованы для получения новых систематических данных о связях в системе геосфер на основе информации об ионосферных неоднородностях, их динамике и характеристиках. Такая информация необходима для разработки моделей ионосферных процессов и взаимодействий, при создании новых высокоэффективных систем диагностики и мониторинга ионосферы, как части комплекса космической погоды, обладающих повышенной чувствительностью, информативностью и высоким пространственно-временным разрешением, а также для развития методов прогнозирования ошибок позиционирования в спутниковых радионавигационных системах. Созданный в работе комплекс GRASS GPS позволяет в полуавтоматическом режиме решать задачи регионального мониторинга ионосферы на базе GPS- интерферометрии с возможностью интерактивного контроля получаемых данных.

Защищаемые положения:

1. Методика статистической обработки вейвлет-спектров сложных сигналов и исследования ее возможностей. Практическое определение порогового уровня детектирования наличия гармоники в реальном сигнале системы GPS.

2. Результаты анализа данных сети IGS с использованием созданного оригинального ПО CRASS GPS для наблюдательных сетей в районах Венеции,

Детройта и Тихоокеанского побережья Калифорнии в период всего 2005г. и октября-ноября 2003 г, всего около 800 миллионов индивидуальных измерений фазы навигационного сигнала. Получено, что солнечные вспышки могут непосредственно приводить к росту волновой активности и изменению параметра степенной аппроксимации волнового спектра в несколько раз. Аналогичные 8 эффекты наблюдаются во время геомагнитных возмущений с амплитудой I Dst] >120пТ.

3. Впервые для оценки средней скорости коронарных выбросов солнечной массы при вспышках использованы возникновение волновой активности или изменение параметра степенной аппроксимации волнового спектра выделенных квазиволновых структур. Сравнение с независимыми данными измерений скорости солнечного ветра на ИСЗ SOHO показывает согласие полученных численных значений величин средних скоростей с in situ экспериментами.

4. Определение изменения волновой активности в ионосфере по характерным особенностям спектральной структуры самих регистрируемых сигналов системы GPS, а не по интерферометрическим данным, которые требуют специальных методов детектирования и обработки.

Апробация работы и публикации. Результаты работы докладывались на российских и международных конференциях: XX Всероссийской конференции по распространению радиоволн (Нижний Новгород, 2002), XXI Всероссийской научной конференции "Распространение радиоволн" (Йошкар-Ола, 2005), XIII International symposium Atmospheric and ocean optics. Atmospheric physics (Томск 2006г.), Всероссийской Научной Конференции «Ломоносовские чтения» (Москва, 2006г.), Международной научной конференции «Излучение и рассеяние электромагнитных волн» ИРЭМВ-2007 (Таганрог, 2007), XI Всероссийской школы-семинара «Волновые явления в неоднородных средах» (Звенигород 2008).

По теме диссертации опубликовано 10 работ в отечественных и зарубеленых изданиях.

Достоверность результатов, изложенных в диссертации, определяется адекватным физическим обоснованием использованных методов и предложенных методик, их проверкой численным моделированием и в экспериментах. Полученные в экспериментах физические характеристики находятся в качественном и количественном согласии с результатами независимых исследований, опубликованных ранее другими авторами.

Личный вклад автора

Основные результаты работы являются оригинальными и получены либо при непосредственном участии, либо лично автором при его работе по :

• разработке и тестировании методик статистического исследования сигналов системы GPS с использованием вейвлет-анализа,

• создании и тестировании программного комплекса KPACC-GPS (CRASS-GPS) - инструмента Комплексного Регионального Анализа Спутниковых Сигналов (Complex Region Analysis of Satellite Signals) навигационной системы GPS,

• обработке экспериментального материала и проведении огромного объема необходимых вычислений, для чего автором были реализованы различные рабочие схемы применения комплекса CRASS GPS,

• проведению геофизической интерпретации полученных данных.

Структура и объем работы:

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы. Работа содержитстраниц текста,рисунков.

Заключение диссертации по теме «Физика атмосферы и гидросферы», Зиенко, Андрей Станиславович

Основные результаты данной работы условно делятся на :

1) методические, направленные на совершенствование способов обработки спутниковой информации,

2) результаты, связанные с реализацией предложенных методов анализа в конкретном созданном пакете прикладных программ - CRASS GPS и

3) результаты, полученные непосредственно в ходе обработки и геофизического анализа обширного экспериментального материала.

Итак, в работе

1. Предложена методика статистической обработки вейвлет-спектров сложных сигналов и исследованы ее возможности. В сравнении со спектральной, вейвлет-обработка сигнала имеет преимущества в низкочастотной части спектра. Предложен практический критерий определения порогового уровня детектирования наличия гармоники в реальном сигнале системы GPS.

2. Для выделения волновых возмущений в ионосфере радио интерферометрическим способом предложено также использовать только фазовые измерения на частоте GPS L1. Метод обладает большей областью применимости по сравнению с использованием только данных о ТЕС, ибо не связан с измерениями сигналов на частоте L2 и дает результаты, сходные с данными по ТЕС.

3. При непосредственном участии автора создано оригинальное программное обеспечение - пакет CRASS (Complex Region Analysis Satellite Signals) GPS для комплексного регионального анализа спутниковых сигналов.

4. В результате проведенного анализа данных сети IGS с использованием созданного ПО для наблюдательных сетей в районах Венеции, Детройта и Тихоокеанского побережья Калифорнии в период всего 2005г. и октября-ноября 2003 г. получено, что солнечные вспышки могут непосредственно приводить к росту параметра волновой активности и изменению параметра степенной аппроксимации волнового спектра в два и более раза. Аналогичные эффекты наблюдаются во время магнитных бурь с возмущениями I Dst| >120пТ.

5. Впервые для оценки средней скорости коронарных выбросов солнечной массы при вспышках использованы возникновение волновой активности или изменение параметра степенной аппроксимации волнового спектра выделенных квазиволновых ионосферных структур. Сравнение с независимыми данными измерений скорости солнечного ветра на ИСЗ SOHO показывает согласие полученных нами численных значений оценки средней скорости с in situ экспериментами.

6. Исследовано развитие во времени спектров ионосферных возмущений, регистрируемых во время гигантских магнитных бурь тжтября-ноября 2003 г. Показано, что в течение нескольких часов после возникновения геомагнитного возмущения возникает сильные изменения спектра периодов квазиволновых ионосферных структур в области 20.40 и 80. 100 мин.

7. Выявлены характерные особенности изменения спектральной структуры самих регистрируемых сигналов системы GPS, что дает возможность оценивать изменение волновой активности не только по интерферометрическим данным, которые требуют специальных методов детектирования и обработки, но и непосредственно по указанным изменениям.

Заключение.

Как уже отмечалось, наличие неоднородных структур в атмосфере и ионосфере Земли является типичным состоянием этих сред и связано не только с внутренними процессами в них, но и с явлениями, протекающими в околоземном космическом пространстве (так называемой космической погоды).

Появление в среде неоднородных структур приводит к изменению условий распространения радиоволн, используемых для исследовательских, связных, радиолокационных, радиоастрономических, навигационных и др. приложений. Изучая характеристики параметров зондирующих трансионосферных сигналов возможно, в принципе, изучать состояние атмосферы и ионосферы, а изменение количества регистрируемых феноменов может быть индикатором ряда процессов естественного и антропогенного происхождения.

Неоднородности в ионосфере, наряду с флуктуационной природой, в ряде случаев имеют и волновые характеристики разных пространственно-временных масштабов, являющихся индикаторами всевозможных динамических процессов в ионосфере. Между тем, механизмы образования и свойства этих структур изучены и теоретически, и экспериментально явно недостаточно, а интерпретация наблюдаемой крайне сложной интерференционной картины и полученных результатов неоднозначна в связи с комплексностью указанной проблемы.

Таким образом, исследование структуры и динамики перемещающихся ионосферных возмущений (ПИВ) квазиволнового типа является актуальной задачей физики атмосферы Земли и радиофизики, поскольку эти возмущения являются проявлением атмосферных акустико-гравитационных волн (АГВ), дающих существенный вклад в общую динамику и энергетику верхней атмосферы [7, 14].

В этой связи, основной целью данной работы являлось исследование волновой активности (частот появления и параметров возмущений), регистрируемой в ионосфере дифференциальными методами по данным полного электронного содержания на основе GPS — радио интерференометрии.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Зиенко, Андрей Станиславович, 2008 год

1. Рэдклиф Дж. Введение в физику ионосферы и магнитосферы. «Мир». 1975.

2. Mounir Н., Cerisier J.G., Berthelier A. The small-scale turbulent structure of the high latitude Ionosphere : ARGAD-AUREOL-3 observation. // Ann. Geophysicae. 1991.V.9.N 11. p. 723 -737.

3. Aono Y., Hirao K., Miyazaki S. Rocket observation of Ion density in the ionosphere //J. Rad. Res. Lab., 1961. v.8. N 40. p. 441 -451.

4. Baker K.D., LaBelle J., Pfaff R.F. Absolute electron density measurements in the equatorial ionosphere. // J. Atmos. Terr. Phys., 1985. N 8 10. p. 781 - 789.

5. Суини А.Л., Терещенко В.Д., Терещенко Е.Д., Худукон Б.З. Некогерентное рассеяние радиоволн в высоких широтах. АН СССР., Апатиты. 1989. 184 с.

6. Pi, X., A. J. Mannucci, U. J. Lindgwister, С. М. Но, Monitoring of global ionospheric irregularities using the woldwide GPS network // J. Geophys. Res. Lett. 1997. v. 24. p. 2283-2286.

7. Галинов А.В., Куницын В.Е., Терещенко Е.Д. Томографический подход к исследованию случайных неоднородностей ионосферы. // Геомагнетиз. и аэроном., 1991. т. 31. N 3. с. 446 453.

8. Ерухимов Л.М., Косолапенко В.И., Муравьёв Н.В. О форме спектранеоднородностей высокоширотной ионосферы. // Геомагн. и аэрономия, 1990. т. 30. N 6. с. 948 -953.

9. Kelley, М.С., The Earth's Ionosphere, Academic Press, 1989, 480 p.

10. Kelley, M.C., K.D. Baker, J.L. Ulwick, C.L. Rino, M.J. Baron, Simultanous Rocket

11. Probe Scintillation and Incoherent Scatter Radar Observations of Irregularities in the Auroral Zone Ionosphere// Radio Science, 15, 491, 1980.

12. Куницын B.E., Терещенко Е.Д., Андреева E.C. Радиотомография ионосферы. М., Физматлит, 2007. 336 с.

13. Singh М. , Rodrigues Р. , Szuscsewicz Е. P. Spectral classification of medium scale high-latitude F region plasma density irregularities. // J. Geophys. Res. 1985. A 90. N 7. p. 6525 6532.

14. Jacobsen A.R., Carlos R.C., Massey R.S., Wu G., Observations of traveling ionospheric disturbances with a satellite beacon radio interferometer : Seasonal and local time behavior. J. Geophes. Res., 1995. v. 100. p.p. 1653 - 1665.

15. Aarons J., Foster J.G., Rodger A.S. Auroral and sub-auroral F-layer Irregularitiesand high plasma convection during the magnetically active periods. // Ann. Geophyslcae. 1991. v.9. N 9. p. 614 627.

16. Lilensten J., Thulllier G., Lathuillere G. EISOAT MICADO coordinated measurements of meridional wind. // Ann. Geophysicae 1992. v. 10. N 8. p. 603 -618.

17. Евтушенко A.M., Малиневский Г.П., Романовский Ю.А. Стратификация бариевых облаков в ионосфере по телевизионным наблюдениям. // Геомагн. и аэроном., 1992. т. 32. с. 343.

18. Mercier С. Observations of atmospheric gravity waves by radiointerferometry. J. Atmos. Terr. Phys. 1986. V. 48, N 7. P. 605 624.

19. Афраймович Э.Л., Перевалова Н.П. GPS- мониторинг верхней атмосферы Земли. Иркутск, СО РАМН. 2006. 480с.

20. Hernandez-Pajares М., J.M. Juan, J.Sanz Characterization ofMedium Scale TIDs at mid latitudes // International Beacon Satellite Symposium 2004. Trieste, Italy. Oct. 18-24 2004.

21. Spoelstra T.A. Th. Correcting refraction in radio astronom; Publ. Astr. Ops. Beograd. 1987. N 35. p. 213.

22. Kelley, M.C., K.D. Baker, J.L. Ulwick, C.L. Rino, M.J. Baron, Simultanous Rocket

23. Крейн P.K. Мерцания радиосигналов в ионосфере. // ТИИЭР, 1977, т.65, №2,с.5-29.

24. Митра А. Воздействие солнечных вспышек на ионосферу Земли. М: Мир,1977. 370 с.

25. Гершман Б.Н., Ерухимов A.M., Яшин Ю.Я. Волновые явления в ионосфере икосмической плазме. М.: Наука, 1984. 392 с

26. Брюнелли Б.Е., Намгаладзе А.А. Физика ионосферы. —М.: Наука, 1988. 528 с.

27. Акасофу С.И., Чепмен С. Солнечно-земная физика. Т. 1.-М.: Мир, 1975. 512 с.

28. Альперт Я.Л. Распространение электромагнитных волн и ионосфера. — М.: Наука, 1972. 564 с.

29. Физика верхней атмосферы. Под ред. Дж.А.Радклифа. М.: ГИ Физматлит, 1963. 504 с.

30. Гершман В.Н. Динамика ионосферной плазмы. М.: Наука. 1974. 256 с.

31. Тверской Б.А. Основы теоретической космофизики. Избранные труды. М., УРСС, 2004. 376 с.

32. Klobuchar, J.A., Ionospheric effects on GPS. 1991. GPS World, 2(4),48-51.

33. Носке, K., Schlegel, K. A review of atmospheric gravity waves and traveling ionospheric disturbances: 1982 1995. // Ann. Geophysicae, 1996. 14. p.917 - 940.

34. National Space Weather Program. The Implementation Plan. 1997. Washington, DC. http://www.ofcm.gov/nswp-ip/text/cover.htm.

35. Koskinen H., Tanskanen R., Pirjola E., Pulkkinen A., et all, Space Weather effectscatalogue. ESWS-FMI-RP-0001. Iss. 2.2. 2001, 41 p.39. http://arc.iki.rssi.ru/sw.html

36. Гаврилов H.M. Распространение внутренних гравитационных волн встратифицированной атмосфере. Изв. АН СССР. ФАО. 1985. 21. 921 927.

37. Физика верхней атмосферы. Под ред. Дж. Рэтклиффа. М., ФизМатЛит, 1963.504 с.

38. Ришбет Г., Гарриот К. Введение в физику ионосферы. ГидрометеоИздат. 1975.

39. Госсард Э., Хук У. Волны в атмосфере. «Мир». 1975. 532 с.

40. Дэвис К. Радиоволны в ионосфере. «Мир». 1973. 502 с.

41. Francis S.H. Global propagation of atmospheric gravity waves: a review// J. Atmos.

42. Terr. Phys. 1975. 37. 1011 1054.

43. Ахмедов P.P., Куницын B.E. Моделирование ионосферных возмущений, вызванных землетрясениями и взрывами// Геомагнетизм и аэрономия. 2004. Т. 44. № 1. С. 1-8.

44. Fritts D.C., Alexander M.J. Gravity wave dynamics and effects in the middle atmosphere// Reviews of geophysics. 2003. V. 41. N. 1. 1-64.

45. Holton J.R., Beres J.H., Zhou X. On the vertical scale of gravity waves excited bylocalized thermal forcing//Notes and correspondence. 2002. 2019-2023.

46. Sauli P., Boska J. Tropospheric events and possible related gravity wave activity effects on the ionosphere// J. Atmos. Sol-Terr. Phys. 2001. 63. 945 950.

47. Staquet C., Sommeria J. Internal Gravity Waves: From Instabilities to Turbulence// Ann. Rev. Fluid Mech. 2002, V.34. P.559-593.

48. Mayr H.G., Hams F.A., Herrero F.A., Spencer N.W., Varosi F., Pesnell W.D. Thermospheric gravity waves: observations and interpretation using the transfer function model (ТЕМ)// Space Sci. Rev. 1990. 54. 297 375.

49. Миропольский Ю.З. Динамика внутренних гравитационных волн в океане. Д., 1981.

50. Walker G.O., Wong Y.W., Ma J.H.K., Kikuchi, Т., Nozaki, К., Propagating ionospheric waves observed throughout east Asia during the WAGS October 1985 campaign. // Radio Sci. 1988. v. 23. p. 867-878.

51. Bowman G.G., Some aspects of large-scale traveling ionospheric disturbances, Planet. Space Sci., 40, 1992, p.829-845.

52. Rice D.D., Hunsucker R.D., Lanzerotti L.J., Crowley G., Williams P.J.S., Craven J.D., Frank L. An observation of atmospheric gravity wave cause and effect during the October 1985 WAGS campaign // Radio Sci. 1988. v.22. p. 919-930.

53. Oliver W.L., Otsuka Y., Sato M., Takami Т., Fukao S. A climatology of F region gravity waves propagation over the middle and upper atmosphere radar // J. Geophys. Res. 1997. - V. 102, N 7. - P. 14449-14512.

54. Кащеев Б.Л., Олейников A.H., Томашевская Т.Б., Особенности высотной структуры внутренних гравитационных волн в метеорной зоне: Сб. ст. // Метеорные исследования. 1985. №10. с. 5-10.

55. В. В. Беликович, Е. А. Бенедиктов, А. В. Толмачева, Н. В. Бахметьева. Исследование ионосферы с помощью искусственных периодических неоднородностей. Н. Новгород : Изд-во ИПФ РАН, 1999. 153 с.136 с

56. Андреева Е.С, Гохберг М.Б., Куницын В.Е., Терещенко Е.Д., Худукон Б.З., Шалимов С.А. Радиотомографическая регистрация возмущений ионосферы от наземных взрывов // Косм, исслед. 2001. т. 39, № I.e. 13-17.

57. Гохберг М.Б., Шалимов С.А. Воздействие землетрясений и взрывов на ионосферу. 2004. М.: Изд-во ИФЗ СО РАН. 224 с.

58. Hammer P.R., Bourne J.A. A high resolution ionosonde PI and PII. // J. Atmos. Terr. Phys., 1976. v 38. p. 935-943, 945-956.

59. Wright J.W., Paul A.K. Toward global monitoring of the ionosphere in real time by a modern ionosonde network: The geophi-sical requirements and technological opportunity.//NOAA Spec. Rep. Boulder, Colorado, 1981.

60. Мисюра B.A., Мартыненко С.И., Черногор Л.Ф. Роль нелинейных эффектов в методе HP // Кекогерентное рассеяние радиоволн. Апатиты, 1980. с. 57 65.

61. Whitehead. The future of coherent radars in the study of E-region irregularities. //Ann. Geophysicae. 1992. v. 10. N 5., p. 278 280.

62. Hanulse C., Villain J.P., Gressilon D. Interpretation of HP ionospheric Doppler spektraby collective wave scattering theori. // Ann. Geophysicae. 1993. v.ll. N 1. p. 29 39.

63. Рытов О.М., Кравцов Ю.А., Татарский В.И. Введение в статистическую радиофизику. Ч. 2. Случайные поля. М.:Наука. 1978. с. 463.

64. Foster J.C., Kunitsyn V.E., Tereshchenko E.D., et al., Russian-American Tomography Experiment // Int. Journ. Imaging Syst. Techn., 1994, V. 5, N 2, P. 148-159.

65. Gunter W. RINEX : The Receiver Independent Exchange Format version 2. 1993. или http://igscb.ipl.nasa.gov:80/igscb/data/format/rinex2.txt.

66. Briggs B.H., Phillips G. Y. A study of the horizontal irregularities of the, ionosphere // Proc. Phys. Soc. 1950. - V. B63. - P. 907.

67. Казимировский Э. С, Кокоуров В.Д. Движения в ионосфере. Новосибирск: Наука, 1979. 344 с.

68. Afraimovich E.L. Statistical angle-of-arrival and doppler method (SADM) fordetermining characteristics of the dynamics of the transionospheric radio signal interference pattern //Acta Geod. Geophys. Hung. 1997. V.32, N3-4. P. 461-468

69. Захаров В.И.,Куницын B.E., Зиенко A.C., Падохин A.M., Леонтьева Е.А. Сравнение ошибок контактного и радиозатменного методов определения метеопараметров. // Эл.магн. волны и электронные системы. 2007. т. 12. N 8. с. 41-46.

70. Klobuchar J.A. Ionospheric time-delay algorithm for single-frequency GPS users // IEEE Transactions on Aerospace and Electronics System. 1986. V. 23, N3. -P. 325-331.

71. Скворцов А. В. Алгоритмы построения триангуляции с ограничениями. // Вычислительные методы и программирование, 2002, т. 3, N 1, с. 82-92.

72. Ласло М. Вычислительная геометрия и компьютерная графика па С++ / Пер. с англ. М.: БИНОМ, 1997. 304 с.

73. К. Чуй. Введение в вэйвлеты. М., Мир, 2001, 412 с.

74. И. Добеши. Десять лекций по вейвлетам. Москва, 2001, 464 с

75. Mallat S. A theory for multiresolutional signal decomposition: the wavelet representation. IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence, 1989, N7, p.674-693.

76. Астафьева H.M. Вейвлет-анализ: основы теории и примеры применения. // УФН, 1996. т. 166. N 11. 1145-1170.

77. Дремин И.М., Иванов О.В., Нечитайло В.А. Вейвлеты и их использование. //УФН, 2001. т. 171. N5. 465-501.

78. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных. М.,.Мир, 1989. 540 с.

79. Марпл-мл. C.JI. Цифровой спектральный анализ и его приложения. М., Мир, 1990. 584 с.

80. Блейхут Р. Быстрые алгоритмы цифровой обработки сигналов. М., Мир, 1989. 448 с.

81. Winograd S. On computing the discrete Fourier transform. // Math. Сотр. 1978. v. 32. p. 175-199.

82. В.И.Захаров, А.С Зиенко Методика статистического анализа вейвлет-спектров ионосферных сигналов системы GPS. // Всеросс. Научн. Конф. «Ломоносовские чтения», секц. Физика. 17-27 апреля 2006г. стр. 211-214.

83. Захаров В.И., Зиенко А.С. Метод статистического анализа вейвлет-спектров ионосферных сигналов системы GPS. // Вестник МГУ, сер.З Физика, Астрономия. 2007. N2. С. 44-49.

84. Zakharov V.I, Zienko A.S. The statistical analysis of the wavelet spectrums for ionospheric GPS signals. // XIII Int. Symp. Atmospheric and Ocean optics. Atmospheric Physics. July 2 6 2006 Tomsk, p. 82.

85. Aarons J., Mendillo M., Yantosca R. GPS phase fluctuations in the equatorial region during sunspot minimum // Radio Sci. 1997. V. 32. p. 1535 1550.

86. Aarons J., Lin B. Development of high latitude phase fluctuations during the January 10, April 10 11, and May 15, 1997 magnetic storms // J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. 1999. V. 61. p. 309 - 327.

87. Алимов B.A., Рахлин A.B. Ионосферные сцинтилляции радиосигналов // Горький: Ротапринт НИРФИ. 1979. Препринт N 132. 52 с.

88. Afraimovich E.L., Palamartchouk K.S., Perevalova N.P. GPS radio interferometry of travelling ionospheric disturbances // J. Atm. Terr. Phys. 1998. V. 60. N 12. p. 1205 1223.

89. Bhattacharrya A., Beach T.L., Basu S., Kintner P.M. Nighttime equatorial ionosphere: GPS scintillations and differential carrier phase fluctuations // Radio Sci. 2000. V. 35. p. 209 224.

90. Davies K., Hartmann G.K. Studying the ionosphere with the Global Positioning System // Radio Sci. 1997. v. 32. p. 1695 1703.

91. Hajkowicz L.A. Hunsucker R.D. A simultaneous observation of large-scale periodic TIDs in both hemispheres following an onset of auroral disturbances // Planet Space Sci. 1987. v. 35. p. 785-791.

92. Rice D.D., Hunsucker R.D., Lanzerotti L.J., Crowley G., Williams P.J.S., Craven J.D., Frank L. An observation of atmospheric gravity wave cause and effect during the October 1985 WAGS campaign // Radio Sci. 1988. v.22. p. 919-930.

93. Hunsucker R.D. Atmospheric gravity waves generated in the high-latitude ionosphere. A review// Rev. of Geophys. 1982. v. 20, N 2. p. 293-315.

94. Hall G.E., Cecile J.-F., MacDougall J.W., St.-Maurice J.P., Moorcroft D.R. Finding gravity wave source positions using the Super Dual Auroral Radar Network//J. Geophys. Res. 1999. v. 104, NA1. p. 67-78.

95. Afraimovich E.L., Kosogorov E.A., Lesyuta O.S. Ionospheric effects of the August 11, 1999 total solar eclipse as deduced from European GPS network data // Adv. Space Res. 2001. v. 27, N6-7. p. 1351-1354.

96. Афраймович Э.Л., Лесюта O.C. Одновременный отклик среднеширотной ионосферы на внезапное начало сильных магнитных бурь // Космич. исслед. 2003. т. 41, №2. с. 120-128.

97. Афраймович Э.Л., Косогоров Е.А, Лесюта О.С. Ионосферный отклик полного солнечного затмения 11.08.1999 по данным европейской сети GPS // Геомагнетизм и аэрономия. 2001. т. 41, №4. с. 495-502.

98. Афраймович Э.Л., Живетьев И.В., Бузевич А.В. Крупномасштабные перемещающиеся ионосферные возмущения во время магнитной бури 29 — 30 октября 2003 г. по данным камчатской сети станций GPS // Геомагнетизм и аэрономия. 2005. т. 45, №1. с. 123-126.

99. Зиенко А.С. Исследования структур ионосферных сигналов методами радиоинтерферометрии, спектрального и вейвлет- анализа. // Труды Международ. Науч. Конф. «Излучение и рассеяние электромагнитных волн» ИРЭМВ-2007. Таганрог, 25-30 июня 2007. т.2. с. 86-94

100. В.И.Захаров, А.С. Зиенко Структуры ионосферных сигналов, выделеных методами GPS- радиоинтерферометрии. // Труды школы-семинара "Волны-2008". 21-26 мая 2008г. Ч. 5. М., МГУ. С. 87-92

101. В.И.Захаров, А.С. Зиенко, В.Е. Куницын Распространение радио сигналов GPS при различной солнечной активности. // Эл.магн. волны и электронные системы. 2008. N 8. с. 51-57.117. http://sohowww.nascom.nasa.gov/data/data.html