Параметрический синтез низкоорбитальных систем спутниковой связи при возмущениях ионосферы на основе результатов ее GPS-зондирования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат наук Песков Марк Владимирович

• Песков Марк Владимирович
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Песков Марк Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

1. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТРЕБУЕМОЙ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ НИЗКООРБИТАЛЬНЫХ СИСТЕМ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ ПРИ ВОЗМУЩЕНИЯХ ИОНОСФЕРЫ

1.1 Общий анализ влияния факторов трансионосферного распространения радиоволн на помехоустойчивость низкоорбитальных систем спутниковой связи

1.2 Постановка цели исследования и обоснование пути ее достижения на основе применения методов системного анализа

1.3 Анализ метода оценки помехоустойчивости систем спутниковой связи при возмущениях ионосферы

1.4 Анализ методов оценки параметров ионосферы при ее возмущениях

1.5 Постановка общей научной задачи исследования и ее декомпозиция на

частные задачи

Выводы по разделу

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ СТАТИСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ФЛУКТУАЦИЙ ПОЛНОГО ЭЛЕКТРОННОГО СОДЕРЖАНИЯ ИОНОСФЕРЫ НА ОСНОВЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЕЕ ОРБ-ЗОНДИРОВАНИЯ

2.1 Разработка способа измерения полного электронного содержания ионосферы с использованием двухчастотного приемника спутниковых радионавигационных систем ОРБ/ГЛОНАСС

2.2 Разработка методики оценки статистических характеристик мелкомасштабных флуктуаций полного электронного содержания ионосферы 86 Выводы по разделу

3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИК ОЦЕНКИ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ И ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ НИЗКООРБИТАЛЬНЫХ СИСТЕМ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ ПРИ ВОЗМУЩЕНИЯХ ИОНОСФЕРЫ НА ОСНОВЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЕЕ GPS-ЗОНДИРОВАНИЯ

3.1 Модификация модели распределения электронной концентрации в неоднородной ионосфере

3.2 Разработка модели трансионосферного канала связи с учетом проявления дифракционных, дисперсионных и поглощающих свойств ионосферы при распространении радиоволн

3.3 Разработка методики оценки помехоустойчивости систем спутниковой связи при использовании разнесения с учетом влияния дифракционных, дисперсионных и поглощающих свойств ионосферы

3.4 Разработка методики выбора параметров низкоорбитальных систем спутниковой связи для обеспечения требуемой помехоустойчивости на основе результатов оценки статистических характеристик флуктуаций полного

электронного содержания ионосферы

Выводы по разделу

4. РАЗРАБОТКА ПРАКТИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ И ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ТРЕБУЕМОЙ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ НИЗКООРБИТАЛЬНЫХ СИСТЕМ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ ПРИ ВОЗМУЩЕНИЯХ ИОНОСФЕРЫ

4.1 Оценка помехоустойчивости низкоорбитальных систем спутниковой связи при возмущениях ионосферы

4.2 Разработка технических решений, позволяющих обеспечить требуемую помехоустойчивость низкоорбитальных систем спутниковой связи при

возмущениях ионосферы

Выводы по разделу

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Параметрический синтез низкоорбитальных систем спутниковой связи при возмущениях ионосферы на основе результатов ее GPS-зондирования»

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время всё большее значение приобретают глобальные многофункциональные системы спутниковой связи (ССС), позволяющие осуществлять автоматизированный мониторинг (получать телеметрическую информацию и аварийные оповещения) и оперативное управление (передачу команд) удаленными обслуживаемыми и необслуживаемыми объектами (в том числе, экологически опасными), а также осуществлять обмен данными с воздушными и морскими судами и беспилотными аппаратами. Это обусловлено в том числе разработкой перспективных проектов, связанных с освоением Северного морского пути, разработкой полезных ископаемых и осуществлением других видов деятельности в Арктике и малонаселенных районах Сибири и Дальнего Востока [11, 25, 80].

Анализ тенденций развития многофункциональных ССС показывает, что в настоящее время при их создании на первый план выходит применение сетевых информационных технологий и использование малых космических аппаратов (КА) на низких круговых орбитах. Основным преимуществом таких низкоорбитальных (НО) ССС является возможность обеспечения непрерывного глобального покрытия, включая полярные широты [24, 69].

Создание перспективных НО ССС открывает новые возможности по организации связи и решению задач обеспечения безопасности, координатно-временного и навигационного обеспечения, а также задач дистанционного зондирования Земли [11, 24, 25]. Одним из основных требований к таким НО ССС традиционно является их высокая помехоустойчивость.

Под помехоустойчивостью системы связи понимают ее способность обеспечить требуемое качество связи при воздействии помех естественной природы типа аддитивного белого гауссовского шума [18]. В качестве условия

обеспечения требуемой помехоустойчивости ССС наиболее часто рассматривается ее возможность обеспечить вероятность ошибки Рош к2)< Ршдоп не хуже

допустимой (Ршдоп = 10_6...10~5) при заданном энергетическом отношении

сигнал/шум (к2) на входе приемника.

Известно [23, 27, 33, 76, 83, 86, 87, 90, 91, 100, 102], что наиболее сложное и существенное влияние на снижение помехоустойчивости ССС оказывают возмущения ионосферы, которые сопровождаются образованием в ней областей с мелкомасштабными (со средними размерами ls «10...103 м) неоднородностями электронной концентрации (ЭК). Они приводят к многолучевому распространению радиоволн в трансионосферном канале связи (ТКС), которое обуславливает возникновение общих и частотно-селективных замираний (ЧСЗ) принимаемых сигналов, а также их межсимвольную интерференцию (МСИ). Одновременно с увеличением флуктуаций ЭК в мелкомасштабных неоднородностях может увеличиваться и средняя (фоновая) ЭК ионосферы, что приводит к увеличению поглощения и возникновению дисперсионных искажений принимаемых сигналов. С учетом проявления перечисленных эффектов вероятность ошибки при приеме сигналов в современных и перспективных НО ССС в условиях возмущений ионосферы может достигать Рош > 10_3 при обеспечении на входе приемника

среднего отношения сигнал/шум к2 = к2 = 23...24дБ, превышая допустимые значения на 2 - 3 порядка. Единственным очевидным путем повышения помехоустойчивости ССС в описанных условиях является увеличение среднего

отношения сигнал/шум на входе приемника до к2 = 50...60 дБ, что невозможно в силу ограничений, обусловленных техническими возможностями малых КА. Кроме того, при возникновении МСИ принимаемых сигналов обеспечить требуемую помехоустойчивость принципиально нельзя при любых значениях

отношения сигнал/шум (к2) из-за появления несократимой ошибки

(.Рош = const» Рошдоп при h2 со).

Данные обстоятельства свидетельствуют о наличии актуальной практической проблемы (противоречия в практике), которая состоит в том, что при возмущениях ионосферы обеспечить требуемые значения вероятности ошибки (Рош < Ршдоп = 10"6...10"5) в НО ССС при реализуемом отношении сигнал/шум на

входе приемника к2 = 23...24 дБ и использовании традиционных методов борьбы с

эффектами многолучевого распространения радиоволн не представляется возможным.

Объектом исследования являются НО ССС, функционирующие в условиях возмущений ионосферы.

Цель исследования состоит в обеспечении требуемой помехоустойчивости НО ССС при возмущениях ионосферы.

С использованием методов системного анализа обоснован выбор гипотезы (центральной идеи исследования) по разрешению указанного противоречия в практике, которая заключается в следующем. Обеспечить требуемую помехоустойчивость НО ССС возможно за счет выбора ее параметров (параметрического синтеза НО ССС), позволяющих полностью устранить или компенсировать влияние всех факторов трансионосферного распространения радиоволн, на основе результатов оценки параметров ионосферы при ее возмущениях.

Результаты проведенного анализа методов оценки помехоустойчивости и выбора параметров (параметрического синтеза) ССС при возмущениях ионосферы и методов оценки параметров ионосферы позволили сделать вывод о наличия противоречия в науке, которое состоит в следующем.

С одной стороны, известная методика оценки помехоустойчивости и выбора параметров ССС при возмущениях ионосферы базируется на данных об интервалах изменения ее физических параметров и не предполагает использования результатов их измерения. При этом обоснована возможность устранения указанного недостатка за счет использования в качестве параметров, описывающих

состояние ионосферы, статистических характеристик флуктуаций ее полного электронного содержания (ПЭС): его среднего значения (NT) и среднеквадратического отклонения (СКО) мелкомасштабных флуктуаций (&ш ). С

другой стороны, результаты измерения ПЭС (N) ионосферы методом GPS-зондирования используются в исследованиях средне- и крупномасштабных ионосферных неоднородностей, а методика оценки статистических характеристик флуктуаций ПЭС (N, ), обусловленных наличием мелкомасштабных

неоднородностей, неизвестна.

Таким образом, достичь поставленной цели исследования с использованием известных методов параметрического синтеза ССС при возмущениях ионосферы и методов оценки ее параметров на основе результатов ее GPS-зондирования не представляется возможным.

Предметом исследования являются методы оценки помехоустойчивости и выбора параметров (параметрического синтеза) НО ССС и методы оценки параметров ионосферы на основе результатов ее GPS-зондирования.

Общая научная задача исследования состоит в разработке метода параметрического синтеза НО ССС, позволяющего обеспечить требуемую помехоустойчивость при возмущениях ионосферы, на основе результатов ее GPS-зондирования.

Для решения поставленной общей научной задачи была проведена ее декомпозиция на частные научные задачи разработки:

1) методики оценки статистических характеристик флуктуаций ПЭС ионосферы на основе результатов ее GPS-зондирования;

2) методики оценки помехоустойчивости НО ССС на основе результатов GPS-зондирования ионосферы;

3) методики выбора параметров НО ССС для обеспечения требуемой помехоустойчивости на основе результатов оценки статистических характеристик флуктуаций ПЭС ионосферы.

Методы исследования. Методы исследования включают применение научно-методического аппарата системного анализа, радиозондирования ионосферы с использованием спутниковых радионавигационных систем (СРНС) GPS/ГЛОНАСС, статистической радиофизики, построения многолучевых математических моделей ТКС, обработки сигналов, оценки помехоустойчивости одиночного и разнесенного приема сигналов.

Значительный вклад в развитие этих методов внесли М. А. Колосов, М. П. Долуханов, А. И. Калинин, С. М. Рытов, Л. М. Финк, Д. Д. Кловский, К. Гровс, Ч. Каррано, Э. Л. Афраймович, В. П. Пашинцев.

Научная новизна диссертационного исследования обоснована получением следующих результатов:

1. На основе проведенного системного анализа и сравнения альтернативных путей разрешения выявленного противоречия в практике обоснован выбор пути достижения поставленной цели (обеспечения требуемой помехоустойчивости НО ССС при возмущениях ионосферы) и сформулирована научная задача разработки метода параметрического синтеза НО ССС при возмущениях ионосферы на основе результатов ее GPS-зондирования.

2. Разработана методика оценки статистических характеристик флуктуаций ПЭС ионосферы на основе результатов ее GPS-зондирования, которая в отличие от известных позволяет оценить не только среднее значение ПЭС, но и СКО его мелкомасштабных флуктуаций.

3. Разработана методика оценки помехоустойчивости НО ССС на основе результатов GPS-зондирования ионосферы, которая в отличие от известных позволяет одновременно оценить влияние на помехоустойчивость НО ССС дифракционных (рассеивающих), дисперсионных и поглощающих свойств ионосферы через статистические характеристики флуктуаций ее ПЭС (его среднее значение и СКО мелкомасштабных флуктуаций), оценить по отдельности влияние ЧСЗ и МСИ принимаемых сигналов на помехоустойчивость НО ССС, а также

учитывает возможность применения в них разнесения произвольного вида и кратности.

4. Разработана методика выбора параметров НО ССС для обеспечения требуемой помехоустойчивости на основе результатов оценки статистических характеристик флуктуаций ПЭС ионосферы (его среднего значения и СКО мелкомасштабных флуктуаций).

Практическая значимость результатов диссертационного исследования заключается в том, что применение совокупности разработанных методик позволяет обеспечить требуемую помехоустойчивость НО ССС, функционирующих в условиях возмущений ионосферы, которые сопровождаются образованием в ней мелкомасштабных неоднородностей ЭК и увеличением ее средней ЭК.

Достоверность и обоснованность результатов диссертационного исследования подтверждается их согласованностью с данными, полученными другими авторами и опубликованными в научно-технической литературе, применением апробированного научно-методического аппарата при решении поставленных научных задач, а также апробацией полученных результатов и их практической реализацией.

Область исследования. Диссертационное исследование соответствует паспорту специальности 05.13.01 «Системный анализ, управление и обработка информации» по следующим 2 пунктам:

- п. 7 «Методы и алгоритмы структурно-параметрического синтеза и идентификации сложных систем»;

- п. 11 «Методы и алгоритмы прогнозирования и оценки эффективности, качества и надежности сложных систем».

Реализация результатов исследования. Согласно актам о реализации, основные результаты диссертационного исследования были реализованы в МОУ «Институт инженерной физики» (г. Серпухов) в ходе выполнения НИР «Режектор», в АО «Научно-исследовательский внедренческий центр

автоматизированных систем» (г. Москва) в ходе выполнения СЧ ОКР «Корунд-М1-ПКТ» и в учебном процессе кафедры информационной безопасности автоматизированных систем ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет» (г. Ставрополь).

Апробация результатов диссертации осуществлялась в ходе докладов ее материалов на следующих научно-технических конференциях: международной конференции «Радиоэлектронные устройства и системы для инфокоммуникационных технологий» в 2015 и 2018 гг. (г. Москва), 20-й международной конференции «Цифровая обработка сигналов и ее применение -DSPA-2018» в 2018 г. (г. Москва), международной конференции «Радиоэлектронные устройства и системы для инфокоммуникационных технологий - РЭУС-2018» в 2018 г. (г. Москва), 1-й всероссийской конференции «Современные технологии обработки сигналов» в 2018 г. (г. Москва), всероссийской конференции «Проблемы эффективности и безопасности функционирования сложных технических и информационных систем» в 2019 г. (г. Серпухов), 1 -й межведомственной научно-практической конференции «Телекоммуникации и кибербезопасность» в 2019 г. (г. Серпухов), 9-й онлайн-конференции «Computer Science On-line Conference 2020 (CSOC 2020)» в 2020 г.

Результаты диссертационной работы были использованы при выполнении проекта по гранту РФФИ № 18 07 01020 «Разработка теоретических основ и принципов построения низкоорбитальных помехозащищенных систем спутниковой связи».

Результаты диссертации опубликованы в 27 печатных трудах, из них 4 статьи опубликованы в журналах из перечня ВАК: Вестник Северо-Кавказского федерального университета, 2015, № 3; Радиотехника и электроника, 2016, № 12; Современная наука и инновации, 2018, № 4 (24); Инфокоммуникационные технологии, 2018, № 4; 3 статьи опубликованы в журналах, индексируемых в базе Scopus: International Journal of Civil Engineering and Technology, 2019, Vol. 9, Issue 13; International Journal of Advanced Research in Engineering and Technology, 2020,

Vol. 11, Issue 5; Applied Informatics and Cybernetics in Intelligent Systems. CSOC 2020. Advances in Intelligent Systems and Computing, 2020, Vol. 3, Issue 1226; 3 патентах Российской Федерации.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

1) методика системного анализа проблемы обеспечения требуемой помехоустойчивости НО ССС при возмущениях ионосферы;

2) методика оценки статистических характеристик флуктуаций ПЭС ионосферы на основе результатов ее GPS-зондирования;

3) методика оценки помехоустойчивости НО ССС на основе результатов GPS-зондирования ионосферы;

4) методика выбора параметров НО ССС для обеспечения требуемой помехоустойчивости на основе результатов оценки статистических характеристик флуктуаций ПЭС ионосферы.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 разделов, заключения и списка литературы, включающего 102 наименования, и изложена на 208 страницах машинописного текста.

1. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТРЕБУЕМОЙ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ НИЗКООРБИТАЛЬНЫХ СИСТЕМ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ ПРИ ВОЗМУЩЕНИЯХ ИОНОСФЕРЫ

1.1 Общий анализ влияния факторов трансионосферного распространения радиоволн на помехоустойчивость низкоорбитальных систем

спутниковой связи

Анализ современных и перспективных НО ССС, применяемых для автоматизированного управления, контроля состояния и местоположения подвижных объектов, экологического, промышленного и научного мониторинга (таких, как Гонец-Д1М или ORBCOMM), показывает, что их основными особенностями являются [13, 69]:

1) использование малых (весом до 300 кг) КА с относительно маломощными (р = 1...10Вт) передатчиками, режимы работы которых могут изменяться на уровне управляющего программного обеспечения бортового радиотехнического комплекса;

2) использование простых сигналов с частотной или фазовой манипуляцией и относительно низкой символьной скоростью (Ят = 1...100 кбод с тенденцией к ее увеличению до Ят = 100...1000 кбод);

3) использование для передачи сигналов в направлении от КА к приемнику несущих частот в диапазонах /0 = 137...138 МГц и /0 = 387...390 МГц;

4) использование малогабаритных приемо-передающих абонентских устройств с ненаправленными антеннами.

Согласно [27, 76] существенное влияние на распространение радиоволн в таких системах и, как следствие, на их помехоустойчивость оказывает ионизированная составляющая атмосферы Земли - ионосфера.

Под помехоустойчивостью системы связи понимают ее способность обеспечить требуемое качество связи при воздействии помех естественной природы типа аддитивного белого гауссовского шума [18]. Согласно [55, 74] для количественной оценки помехоустойчивости при передаче дискретных

(цифровых) сообщений используется величина вероятности ошибки Рш = \(к2)

при приеме (различении) единичного символа передаваемого сообщения, непосредственно связанная функциональной зависимостью (\) с отношением

к2 = Ег/М0 энергии (Ег) принимаемого сигнала (соответствующего единичному символу) к спектральной плотности мощности шума (N).

В качестве условия обеспечения требуемой помехоустойчивости системы связи (в частности, спутниковой) наиболее часто рассматривается ее возможность

обеспечить вероятность ошибки Рш = \(к2)< Ршдоп не хуже допустимой (Рошдоп)

при заданном энергетическом отношении сигнал/шум (к2) на входе приемника (вероятностный показатель). Также для оценки помехоустойчивости может быть использован энергетический показатель, определяемый требуемым (допустимым) для обеспечения вероятности ошибки Рош = \(к2оп)< Рошдоп энергетическим

отношением сигнал/шум ( к2 ). В этом случае большую помехоустойчивость будет иметь та система связи, которая обеспечивает заданную вероятность ошибки (^ = \( кдоп )< ^ п) при меньшем значении к2оп при прочих равных условиях.

Тогда условие обеспечения требуемой помехоустойчивости ССС можно записать в виде

Рош =^{к2 )< Рош доп, или к2 > кд2оП \ (Рош доп ) , (1.1)

где \ - функциональная зависимость, обратная \.

Считается [27, 33, 55], что в ССС при распространении радиоволн через ионосферу (трансионосферном распространении) параметры принимаемых сигналов практически не изменяются, за исключением начальной фазы. Такой канал связи описывается моделью с флуктуирующей (неизвестной) начальной фазой, для которого оптимальной является некогерентная схема обработки сигналов [21, 27]. В этом случае вероятность ошибки (Рош) при приеме применяемых в НО ССС ортогональных (в усиленном смысле) сигналов определяется известным выражением [21, 27, 74]

Рош = 0,5ехр (-0,5h2). (1.2)

На рисунке 1.1 приведен построенный согласно (1.2) график зависимости вероятности ошибки (Рош) от отношения сигнал/шум (к2) при некогерентном приеме ортогональных сигналов в канале связи с флуктуирующей (неизвестной) начальной фазой (кривая 1).

Рисунок 1.1 - Зависимость вероятности ошибки при некогерентном приеме ортогональных сигналов от среднего отношения сигнал/шум на входе приемника

Допустимой для ССС традиционно принимается вероятность ошибки Ршдоп = 6—10~5 [27]. Анализ рисунка 1.1 показывает, что в этом случае для выполнения условия (1.1) при допустимой вероятности ошибки Рошдоп= 10 5 необходимо обеспечить на входе приемника отношение сигнал/шум к2 >кдоп = 22«13 дБ. При более высоких требованиях к помехоустойчивости,

характеризуемых допустимой вероятностью ошибки Рош доп = 10_6, на входе приемника необходимо обеспечить отношение сигнал/шум к2 > кдоп = 26 «14 дБ.

Рассмотрим факторы, которые при трансионосферном распространении радиоволн могут оказывать влияние на помехоустойчивость (Рош) НО ССС.

При идеальном распространении (в свободном пространстве) мощность принимаемого сигнала определяется известным выражением [27, 33]

Рг = Рг0 = РРЛРЛгК = РКо , (1.3)

где Р - мощность передаваемого сигнала; С и ^ - коэффициенты усиления соответственно передающей и приемной антенн; ^ и г]г - коэффициенты полезного действия соответственно передающей и приемной антенн; Щ = Л^/(4жг)2 - множитель ослабления свободного пространства; \ - длина волны; г - длина пути распространения радиоволн от передатчика к приемнику; К0 = Ог- коэффициент ослабления мощности сигнала в свободном пространстве. С учетом (1.3) энергия принимаемого сигнала длительностью Т определяется как

Ег = | Рг (г) Л = Ег0 = РгоТ = РКТ = ЕК. (1.4)

о

Следовательно, помехоустойчивость ССС будет оцениваться в соответствии с выражением (1.2) при энергетическом отношении сигнал/шум на входе приемника

к2 = к2 = Ег0/N0 = ЕК0^0 = Ег/^ . (1.5)

Однако в реальных условиях (трансионосферного распространения) необходимо учитывать существенное влияние ионосферы на изменение характеристик принимаемых сигналов, которое согласно [27, 33] может проявляться в виде пяти основных факторов:

1) отклонения направления распространения радиоволн (рефракции);

2) поворота плоскости поляризации;

3) поглощения энергии радиоволн;

4) фазовой дисперсии;

5) рассеяния (дифракции) радиоволн на неоднородностях электронной концентрации (ЭК) ионосферы.

Согласно [27, 33], с учетом первых трех факторов выражение (1.3) можно записать в виде

Р = г^л^лКККоХ=рк0жХоЖ2, (1.6)

где Ж2 < 1 - коэффициент пространственного рассогласования диаграммы направленности приемной антенны относительно передающей из-за рефракции радиоволн в ионосфере; Ж20Л < 1 - коэффициент поляризационного рассогласования приемной антенны с падающей волной из-за поворота плоскости ее поляризации; Ж2 < 1 - коэффициент поглощения энергии волны в ионосфере.

В соответствии с (1.6) энергия принимаемого сигнала в этом случае определяется как

Е = РТ = РКЖ ЖП2ЛЖП° Т = Р(ТК ос = ЕКос, (1.7)

где Кос = К0Жр2КоЖ - коэффициент ослабления мощности (энергии) сигнала на

входе приемника с учетом влияния свободного пространства и первых трех факторов трансионосферного распространения радиоволн. Следовательно, их влияние не приводит к изменению типа модели трансионосферного канала связи (с флуктуирующей начальной фазой), но может приводить к уменьшению энергетического отношения сигнал/шум на входе приемника в Ж2ЖП20ЛЖП2 раз:

к2 = Er/Nо = ЕКос/ N0 = ко2Щр2Щп2олЩп2. (1.8)

Влияние четверного фактора - фазовой дисперсии - обусловлено искажением формы огибающей сигналов при их распространении в ионосфере из-за различия скоростей распространения (фазовых скоростей) частотных составляющих передаваемых сигналов [22, 27, 33]. В этом случае при обработке принимаемого сигнала некогерентным приемником возникают энергетические потери из-за рассогласования формы его огибающей с формой опорного сигнала, что эквивалентно соответствующему уменьшению энергетического отношения сигнал/шум (1.8) на входе приемника в раз (без изменения вида функциональной

зависимости Рш = ^( к2)) [27, 33]:

к2 =% к2ЩХоЛЩ2. (1.9)

Здесь коэффициент )< 1, характеризующий энергетические потери

при некогерентной обработке сигналов с дисперсионными искажениями (ДИ), определяется отношением ширины спектра передаваемых сигналов в одну

сторону от несущей () к полосе когерентности ТКС, обуславливающей его дисперсионные свойства, или полосе дисперсионности () [27].

Наиболее простым путем обеспечения требуемого энергетического отношения сигнал/шум (1.1) к2 > к2оп на входе приемника с учетом первых трех факторов традиционно является введение энергетического запаса радиолинии Дк02 < 10 дБ при проектировании ССС. Он реализуется за счет адаптивного изменения мощности передатчика ( Р ) управляющим программным обеспечением бортового радиотехнического комплекса КА. Кроме того, в рассматриваемых НО ССС устранение пространственного (Щ «1) и поляризационного (ЩП2Л ~ 1)

рассогласования достигается благодаря использованию ненаправленных приемных антенн с круговой поляризацией. Одновременно с этим для устранения ДИ

принимаемых сигналов = 1) ширина спектра (F0) передаваемых сигналов выбирается с учетом условия [27]

F0«^,hmF0/Fs« 1. (1.10)

В рассматриваемых НО ССС максимальное реально обеспечиваемое энергетическое отношение сигнал/шум на входе приемника с учетом первых четырех факторов влияния ионосферы и энергетического запаса достигает h2 ~ 23...24 дБ. Это позволяет обеспечивать помехоустойчивость НО ССС не хуже требуемой, так как вероятность ошибки (Рош) при приеме сигналов в соответствии с выражением (1.2) и кривой 1 на рисунке 1.1 при указанных значениях отношения сигнал/шум (h2) будет значительно меньше допустимой: Рт1 «с Рт1:юи = 10 6.

Однако, как показано в [27], она может возрастать до Рош «10 3...10 2 » Ршдоп при возмущениях ионосферы, проявляющихся в значительном увеличении среднего значения ее ЭК (N (hm ) = Nm) и относительных флуктуаций ЭК (AN (hm) = ANm) в ее неоднородностях на высотах (hF = hm = 250...350 км) максимально ионизированного слоя F [6, 23, 76]. Последние характеризуются величиной среднеквадратического отклонения (СКО) флуктуаций ЭК (стт( hm) = ат) [27].

Согласно [9, 14, 16, 27] увеличение средней ЭК ионосферы (Nm) на высоте

максимума ионизации ( h ) обуславливает одновременное увеличение поглощения

энергии волны (Wn2 ~ Nm //02 при использовании в ССС несущих частот в

диапазоне / < 400 МГц) и уменьшение ширины полосы дисперсионности ТКС

(F ~ /VNm), что приводит в увеличению степени ДИ принимаемых сигналов

< 1). Поэтому влиянием данных факторов пренебрегать нельзя, и

энергетическое отношение сигнал/шум (1.9) на входе приемника в общем случае должно определяться выражением

h2 = EtKjN» =^h2Wn2. (1.11)

Наиболее сложное и существенное влияние на процесс трансионосферного распространения радиоволн и, как следствие, на снижение помехоустойчивости ССС оказывает их рассеяние (дифракция) на неоднородностях ЭК ионосферы (Ш). Согласно [9, 23, 27, 33, 76, 83, 86, 87, 90, 91, 100, 102] оно обуславливает возникновение быстрых флуктуаций фазы и амплитуды частотных составляющих принимаемых сигналов (замираний, или мерцаний), которые при этом могут быть как коррелированными (общими, гладкими), так и некоррелированными (частотно-селективными). Последние сопровождаются искажениями формы огибающей принимаемого сигнала, которые в отличие от ДИ носят случайный характер.

Важно отметить, что рассеяние (дифракция) радиоволн происходит в существенной для их распространения области пространства, ограниченной первой

зоной Френеля с радиусом ^ - кт , на мелкомасштабных неоднородностях ЭК, характеризующихся сравнимыми с ^ средними размерами ^ -10...103 м <1Р [9, 23, 76, 91, 102]. Считается [23, 76], что даже в невозмущенной ионосфере постоянно присутствуют неоднородности различных масштабов (с размерами от десятков метров до тысяч километров), однако флуктуации ЭК (Д¥) в мелкомасштабных неоднородностях (^ < ^) незначительны < 10"4...10"3)

и потому рассеянием (дифракцией) радиоволн на них можно пренебречь, а неоднородности больших масштабов не влияют на возникновение

указанных эффектов. При увеличении СКО флуктуаций ЭК (&т) в мелкомасштабных неоднородностях или уменьшении несущей частоты (/0) замирания принимаемых сигналов становятся более заметными, а их влияние на помехоустойчивость ССС - более значительным.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Песков Марк Владимирович, 2020 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Андерсон, Т. Статистический анализ временных рядов / Т. Андерсон. -М.: МИР, 1976. - 752 с.

2. Андронов, И. С. Передача дискретных сообщений по параллельным каналам / И. С. Андронов, Л. М. Финк. - М.: Сов. радио, 1971. - 408 с.

3. Антонов, В. В. Системный анализ / В. В. Антонов. - М.: Высшая школа, 2004. - 454 с.

4. Асланов, М. А. Системный анализ и принятие решений в деятельности учреждений реального сектора экономики, связи и транспорта / М. А. Асланов и др.; под ред. В. В. Кузнецова. - М.: ЗАО «Издательство «Экономика», 2010. -406 с.

5. Афраймович, Э. Л. Пространственно-многоканальный прием при ионосферном GPS-мониторинге запусков ракет / Э. Л. Афраймович, В. В. Кирюшкин // Известия вузов. Радиоэлектроника. - 2002. - № 11. - С. 46-53.

6. Афраймович, Э. Л. GPS-мониторинг верхней атмосферы Земли / Э. Л. Афраймович, Н. П. Перевалова. - Иркутск: ГУ НЦ ВСНЦ СО РАМН, 2006. -480 с.

7. Богнер, Р. Введение в цифровую фильтрацию / Под ред. Р. Богнера, А. Константинидиса. - М.: Мир, 1976. - 216 с.

8. Болотин, И. А. Диагностика искусственных ионосферных неоднородностей с использованием коротких радиотрасс зондирования / И. А. Болотин, В. Л. Фролов, А. Д. Акчурин [и др] // Известия вузов. Радиофизика. - 2012. - Т. 55. - № 1-2. - С. 66-78.

9. Блаунштейн, Н. Расчет основных параметров радиосигналов в канале спутник-земля при распространении через возмущенную ионосферу /

Н. Блаунштейн, С. А. Пулинец, Я. Коэн // Геомагнетизм и аэрономия. - 2013. -Т. 53. - № 2. - С. 215-227.

10. Волков, Л. Н. Системы цифровой радиосвязи: базовые методы и характеристики: Учеб. Пособие / Л. Н. Волков, М. С. Немировский, Ю. С. Шинаков. - М.: Эко-Трендз, 2005. - 392 с.

11. Выгонский, Ю. Г. Анализ возможности создания системы спутниковой связи для обслуживания Арктического региона / Ю. Г. Выгонский,

A. В. Кузовников, В. В. Головков // Спутниковые технологии и бизнес. Специальное приложение журнала «Connect. Мир информационных технологий». - 2014. - № 5. - С. 24-30.

12. Галушко, В. Г. Суточные вариации параметров ионосферных неоднородностей по данным измерений ПЭС над Антарктическим полуостровом /

B. Г. Галушко, А. А. Сопин, Ю. М. Ямпольский // Радиофизика и радиоастрономия. - 2012. - Т. 17. - № 3. - С. 218-232.

13. Головин, О. В. Радиосвязь. Монография / О. В. Головин, Н. И. Чистяков, В. Шварц, И. Хардон Агиляр; под ред. О. В. Головина. - М.: Горячая линия-Телеком, 2001. - 285 с.

14. Долуханов, М. П. Распространение радиоволн: учебник вузов / М. П. Долуханов. - М.: Связь, 1972. - 336 с.

15. Дуброва, Т. А. Статистические методы прогнозирования: учебное пособие для вузов / Т. А. Дуброва. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. - 206 с.

16. Дэвис, К. Радиоволны в ионосфере / К. Дэвис. - М.: Мир, 1973. - 502 с.

17. Иванов, В. Ф. Ионосферное обеспечение средств локации, навигации и связи: Учебное пособие / В. Ф. Иванов, Т. О. Мысливцев, Е. А. Ткачев, Б. В. Троицкий. - СПб.: ВКА имени А.Ф. Можайского, 2011. - 235 с.

18. Игнатов, В. В. Военные системы радиосвязи. Часть 1 / Под ред. В. В. Игнатова. - Л.: ВАС, 1989. - 386 с.

19. Качала, В. В. Основы теории систем и системного анализа / В. В. Качала. - М.: Горячая линия-Телеком, 2007. - 216 с.

20. Кирилов, Н. Е. Помехоустойчивая передача сообщений по линейным каналам со случайно изменяющимися параметрами / Н. Е. Кирилов. - М.: Сов. радио, 1971. - 256 с.

21. Кловский, Д. Д. Теория передачи сигналов. Учебник для вузов / Д. Д. Кловский. - М.: Связь, 1973. - 376 с.

22. Колосов, М. А. Распространение радиоволн при космической связи / М. А. Колосов, Н. А. Арманд, О. И. Яковлев. - М.: Связь, 1969. - 155 с.

23. Кравцов, Ю. А. Прохождение радиоволн через атмосферу Земли / Ю. А. Кравцов, З. И. Фейзулин, А. Г. Виноградов. - М.: Радио и связь, 1983. -224 с.

24. Кузовников, А. В. Предложения по построению перспективной системы персональной спутниковой связи / А. В. Кузовников, М. П. Иванова,

B. А. Агуреев // Космические аппараты и технологии. — 2015. - № 3 (13). -

C. 4-10.

25. Макаренко, С. И. Описательная модель системы спутниковой связи Iridium [Электронный ресурс] / С. И. Макаренко // Системы управления, связи и безопасности. - 2018. - № 4. С. 1-34. - Режим доступа: http://sccs.intelgr.com/archive/2018-04/01 -Makarenko.pdf (дата обращения: 20.08.2020)

26. Макаренко, С. И. Справочник научных терминов и обозначений / С. И. Макаренко. - СПб.: Наукоемкие технологии, 2019. - 254 с.

27. Маслов, О. Н. Модели трансионосферных радиоканалов и помехоустойчивость систем космической связи. Приложение к журналу «Инфокоммуникационные технологии». Выпуск 4 / О. Н. Маслов, В. П. Пашинцев. - Самара: ПГАТИ, 2006. - 357 с.

28. Маслов, О. Н. Структурно-физическая модель трансионосферного канала связи / О. Н. Маслов, В. П. Пашинцев // Инфокоммуникационные технологии. -2007. - Т. 5. - № 3. - С. 19-25.

29. Немировский, М. С. Беспроводные технологии от последней мили до последнего дюйма: Учебное пособие / М. С. Немировский, О. А. Шорин, А. И. Бабин, А. Л. Сартаков; под. ред. М. С. Немировского, О. А. Шорина. -М.: Эко-Трендз, 2010. - 400 с.

30. Пашинцев, В. П. Анализ и повышение качества функционирования систем спутниковой связи и навигации в условиях ионосферных образований с мелкомасштабными неоднородностями / В. П. Пашинцев, П. С. Смородов, К. П. Солнцев [и др] // Телекоммуникации и кибербезопасность: сборник трудов участников I Межведомственной научно-практической конференции; под ред. В. А. Цимбала и С. В. Смурова. - Серпухов: МОУ «ИИФ» - 2019. - Т. 2. -С. 4-20.

31. Пашинцев, В. П. Аналитическая методика влияния ионосферы на помехоустойчивость систем космической связи / В. П. Пашинцев, А. Д. Сапожников, Л. Л. Вититлов // Радиотехника. - 1991. - № 11. - С. 80-83.

32. Пашинцев, В. П. Влияние ионосферы на обнаружение сигналов в системах космической связи / В. П. Пашинцев, Л. В. Колосов, С. А. Тишкин, А. А. Смирнов // Радиотехника и электроника. - 1999. - Т. 44. - № 2. - С. 143-150.

33. Пашинцев, В. П. Влияние ионосферы на характеристики космических систем передачи информации: Монография / В. П. Пашинцев, М. Э. Солчатов, Р. П. Гахов. - М.: Физматлит, 2006. - 184 с.

34. Пашинцев, В. П. Влияние частотно-селективных замираний и межсимвольной интерференции на помехоустойчивость высокоскоростных систем космической связи / В. П. Пашинцев, С. А. Тишкин, М. Э. Солчатов // Известия ВУЗов. Радиоэлектроника. - 2001. - № 9. - С. 49-60.

35. Пашинцев, В. П. Комплекс прогнозирования помехоустойчивости систем спутниковой связи по данным мониторинга мелкомасштабных неоднородностей ионосферы / В. П. Пашинцев, М. В. Песков, С. И. Звягинцев, Р. Р. Ахмадеев // Новые информационные технологии в системах связи и управления: труды XVI

Российской научно-технической конференции. - Калуга: ООО «Ноосфера», 2017. - С. 164-166.

36. Пашинцев, В. П. Комплекс определения статистических характеристик флуктуаций полного электронного содержания ионосферы с использованием двухчастотного приемника GPStation-6 / В. П. Пашинцев, М. В. Песков, К. П. Солнцев // Современные технологии обработки сигналов: доклады 1-й Всероссийской конференции, г. Москва, 31.10.2018-02.11.2018. -М.: РНТОРЭС им. А.С. Попова, 2018. - С. 164-167.

37. Пашинцев, В. П. Метод определения величины интенсивности неоднородностей по данным ионосферного зондирования / В. П. Пашинцев,

A. В. Омельчук, С. А. Коваль, Ю. И. Галушко // Двойные технологии. - 2009. -№ 1. - С. 38-41.

38. Пашинцев, В. П. Методика выделения мелкомасштабных вариаций полного электронного содержания ионосферы по данным трансионосферного зондирования / В. П. Пашинцев, М. В. Песков, В. М. Смирнов [и др] // Радиотехника и электроника. - 2017. - Т. 62. - № 12. - С. 1182-1189.

39. Пашинцев, В. П. Методика определения статистических характеристик мелкомасштабных флуктуаций полного электронного содержания ионосферы /

B. П. Пашинцев, М. В. Песков, А. А. Парфентьев, М. А. Лягин // Радиоэлектронные устройства и системы для инфокоммуникационных технологий - РЭУС-2018: доклады международной конференции. - Москва, 2018. - С. 29-33.

40. Пашинцев, В. П. Методика оценки вероятности ошибочного приема в системах космической связи по результатам спутникового зондирования ионосферы / В. П. Пашинцев, М. В. Песков, С. Н. Шиманов, А. А. Апонасенко // Проблемы эффективности и безопасности функционирования сложных технических и информационных систем: труды XXXIV Всероссийской научно-технической конференции. Сборник № 6. - Серпухов, филиал Военной академии РВСН имени Петра Великого, 2015. - С. 122-126.

41. Пашинцев, В. П. Методика построения структурно-физической модели распространения радиоволн, учитывающей поглощение и пространственные сцинтилляции волны на мелкомасштабных неоднородностях ионосферы / В. П. Пашинцев, М. В. Песков // Студенческая наука для развития информационного общества: сборник материалов IX Всероссийской научно-технической конференции, г. Ставрополь, 19-21 декабря 2018 г., Ч. 1 - Ставрополь: Изд-во СКФУ. - 2019. - С. 307-313.

42. Пашинцев, В. П. Методика прогнозирования помехоустойчивости систем спутниковой связи по данным GPS - мониторинга ионосферы с мелкомасштабными неоднородностями / В. П. Пашинцев, В. А. Цимбал, М. В. Песков, К. П. Солнцев // Новые информационные технологии в системах связи и управления: труды XVIII Российской НТК, Калуга, 5 июня 2019 г. - Калуга: Изд-во «Ноосфера», 2019. - С. 54-58.

43. Пашинцев, В. П. Методика селекции мелкомасштабных возмущений полного электронного содержания ионосферы по данным спутникового зондирования / В. П. Пашинцев, М. В. Песков, С. Г. Кабанович, Р. Р. Ахмадеев // Проблемы эффективности и безопасности функционирования сложных технических и информационных систем: труды XXXIV Всероссийской научно-технической конференции. Сборник № 6. - Серпухов, филиал Военной академии РВСН имени Петра Великого, 2015. - С. 127-132.

44. Пашинцев, В. П. Методика селекции мелкомасштабных ионосферных возмущений в рядах вариаций полного электронного содержания / В. П. Пашинцев,

A. С. Султанов, М. В. Песков, К. И. Топорков // Вестник Северо-Кавказского федерального университета. - 2015. - № 3. - С. 28-34.

45. Пашинцев, В. П. Методика селекции мелкомасштабных ионосферных неоднородностей по результатам измерения полного электронного содержания /

B. П. Пашинцев, М. В. Песков, В. А. Древаль // Радиоэлектронные устройства и системы для инфокоммуникационных технологий - РЭУС-2015: доклады международной конференции. - Москва, 2015. - С. 211-213.

46. Пашинцев, В. П. Обнаружение и пеленгация искусственных ионосферных образований с помощью спутниковых радионавигационных систем / В. П. Пашинцев, С. А. Коваль, В. И. Стрекозов, А. В. Ляхов // Теория и техника радиосвязи. - 2014. - № 1. - С. 88-93.

47. Пашинцев, В. П. Определение оптимальной рабочей и наименьшей применимой частоты декаметровой радиолинии с учетом глубины быстрых замираний / В. П. Пашинцев, С. А. Тишкин, А. И. Иванников, М. Э. Солчатов // Электросвязь. - 2001. - № 12. - С. 16-19.

48. Пашинцев, В. П. Оценка помехоустойчивости систем спутниковой связи на основе результатов GPS-мониторинга ионосферы / В. П. Пашинцев,

B. А. Цимбал, М. В. Песков // Перспективные технологии в средствах передачи информации - ПТСПИ-2019: материалы XIII Международной научной конференции, 3 июля - 5 июля 2019 г. - Владимир: ВГУ, 2019. - Т. 2. -

C. 100-104.

49. Пашинцев, В. П. Применение цифровых фильтров для определения статистических характеристик флуктуаций полного электронного содержания ионосферы / В. П. Пашинцев, М. В. Песков, В. А. Цимбал // Цифровая обработка сигналов и ее применение - DSPA-2019: доклады 21-й Международной конференции, Москва, 2019 г. - М.: РНТОРЭС им. А.С. Попова, 2019. - С. 158-162.

50. Пашинцев, В. П. Прогноз помехоустойчивости спутниковой связи при возмущениях ионосферы на основе результатов ее GPS-мониторинга / В. П. Пашинцев, М. В. Песков, М. А. Сенокосов, А. А. Устимов // Проблемы эффективности и безопасности функционирования сложных технических и информационных систем: труды XXXVIII Всероссийской НТК, 27-29 июня 2019 г. Часть № 3. - Серпухов: Изд-во Военной академии РВСН им. Петра Великого (филиал г. Серпухов, Московской обл.), 2019. - С. 133-139.

51. Пашинцев, В. П. Расширение возможностей двухчастотного приемника систем GPS/ГЛОНАСС для исследования характеристик мелкомасштабных ионосферных неоднородностей / В. П. Пашинцев, М. В. Песков, М. А. Лягин,

Р. Р. Ахмадеев // Цифровая обработка сигналов и ее применение - Б8РЛ-2018: доклады 20-й международной конференции, Т. 2. - Москва, 2018. - С. 726-728.

52. Пашинцев, В. П. Расширение возможностей двухчастотного приемника ОР81а1:юп-6 для измерения мелкомасштабных флуктуаций полного электронного содержания ионосферы / В. П. Пашинцев, М. В. Песков, А. В. Полежаев [и др] // Радиоэлектронные устройства и системы для инфокоммуникационных технологий - РЭУС-2018: доклады международной конференции. - Москва, 2018. - С. 33-37.

53. Пашинцев, В. П. Спутниковая навигация при ионосферных возмущениях / В. П. Пашинцев, К. А. Катков, Р. П. Гахов [и др] - Ставрополь: Изд-во СевКавГТУ, 2012. - 259 с.

54. Пашинцев, В. П. Структурно-физическая модель спутникового радиоканала с учетом поглощения и сцинтилляций волны в ионосфере / В. П. Пашинцев, В. А. Шевченко, М. В. Песков, А. В. Полежаев // Инфокоммуникационные технологии. - 2018. - Т. 16. - № 4. - С. 366-378.

55. Пенин, П. И. Системы передачи цифровой информации / П. И. Пенин. -М.: Сов. радио, 1976. - 364 с.

56. Перевалова, Н. П. Оценка характеристик наземной сети приемников GPS/ГЛОНАСС, предназначенной для мониторинга ионосферных возмущений естественного и техногенного происхождения / Н. П. Перевалова // Солнечно-земная физика. - 2011. - № 19. - С. 124-133.

57. Песков, М. В. Разработка метода построения структурно-физических моделей распространения радиоволн, учитывающих поглощение и пространственные сцинтилляции волны на мелкомасштабных неоднородностях ионосферы / М. В. Песков // Прорывные научные исследования как двигатель науки: сборник статей Международной научно-практической конференции. -Магнитогорск: МЦИИ ОМЕГА САЙНС, 2018. - С. 129-131.

58. Песков, М. В. Селекция мелкомасштабных ионосферных возмущений в рядах вариаций полного электронного содержания / М. В. Песков // Студенческая

наука для развития информационного общества: материалы II Всероссийской научно-технической конференции. - Ставрополь, СКФУ, 2015. - С. 218-220.

59. Петров, А. И. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования / Под ред. А. И. Перова, В. Н. Харисова. - 4-е изд., перераб. и доп. -М.: Радиотехника. - 2010. - 800 с.

60. Полынкин, А. В. Влияние эффекта Доплера на эффективность передачи OFDM сигналов в системах связи с беспилотными летательными аппаратами / А. В. Полынкин, Х. Т. Ле // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2014. - № 1. - С. 28-36.

61. Прокис, Д. Цифровая связь: учебное пособие / Д. Прокис; Пер. с англ. под ред. Д. Д. Кловского. - М.: Радио и связь, 2000. - 797 с.

62. Рыжкина, Т. Е. Исследование статических и спектральных трансатмосферных радиосигналов УКВ-СВЧ диапазона [Электронный ресурс] / Т. Е. Рыжкина, Л. В. Федорова // Журнал радиоэлектроники. - 2001. - №2 2. - Режим доступа: http://jre.cplire.ru/win/feb01 /3/text.html (дата обращения: 20.08.2020)

63. Рытов, С. М. Введение в статистическую радиофизику. Ч. 2 / С. М. Рытов, Ю. Н. Кравцов, В. И. Татарский. - М.: Наука, 1978. - 464 с.

64. Сенокосов, М. А. Область применимости выражения для несократимой вероятности ошибки в каналах связи с многолучевостью / М. А. Сенкокосов, М. В. Песков, Д. П. Киселев, Д. В. Костюк // Студенческая наука для развития информационного общества: сборник материалов V Всероссийской научно-технической конференции. - Ставрополь, СКФУ, 2016. - С. 126-130.

65. Сенокосова, А. В. Математическая модель ионосферы для оценки поглощения радиоволн в системах космической связи / А. В. Сенокосова, М. Э. Солчатов, А. В. Стрекалов, А. Ф. Чипига // Инфокоммуникационные технологии. - 2006. - Т. 4. - № 1. - С. 77-82.

66. Смирнов, В. М. Аппаратно-программный комплекс для мониторинга состояния ионосферы в режиме реального времени / В. М. Смирнов,

Е. В. Смирнова, С. И. Тынянкин [и др] // Гелиогеофизические исследования. Выпуск 4. - 2013. - С. 32-38.

67. Смирнов, В. М. Распространение радиоволн коротковолнового диапазона и возможности метода радиопросвечивания ионосферы Земли для расчета максимально применимых частот / В. М. Смирнов, Е. В. Смирнова, В. Н. Секистов [и др] // Радиотехника и электроника. - 2008. - Т. 53. - № 9. - С. 1112-1120.

68. Сомов, А. М. Распространение радиоволн и антенны спутниковых систем связи / А. М. Сомов. - М.: Горячая линия-Телеком, 2015. - 456 с.

69. Сомов, А. М. Спутниковые системы связи / А. М. Сомов, С. Ф. Корнев. -М.: Горячая Линия-Телеком, 2012. - 244 с.

70. Способ определения высотного профиля электронной концентрации неоднородной ионосферы: пат. 2626404 Российская Федерация: МПК G01S 1/32, G01S 13/95 / В. П. Пашинцев, В. М. Смирнов, А. Ф. Чипига, В. А. Цимбал, В. А. Шевченко, Е. В. Смирнова, В. И. Стрекозов, С. А. Коваль, А. В. Ляхов, М. В. Песков, Д. П. Киселев; заявитель и патентообладатель ФГАОУ ВО «СевероКавказский федеральный университет». - № 2016128443; заявл. 12.07.2016; опубл. 27.07.2017, Бюл. № 21. - 16 с.

71. Способ определения параметров ионосферы и устройство для его осуществления: пат. 2421753 Российская Федерация: МПК G01S 13/95 /

B. М. Смирнов, С. И. Тынянкин; заявитель и патентообладатель В. М. Смирнов,

C. И. Тынянкин. - № 2010105907/28; заявл. 19.02.2010; опубл. 20.06.2011, Бюл. № 17. - 12 с.

72. Устройство измерения высотного распределения электронной концентрации неоднородной ионосферы: пат. 169567 Российская Федерация: МПК 001Б 1/32 / В. П. Пашинцев, В. М. Смирнов, А. Ф. Чипига, В. А. Цимбал, В. А. Шевченко, Е. В. Смирнова, В. И. Стрекозов, С. А. Коваль, А. В. Ляхов, М. В. Песков, Д. П. Киселев; заявитель и патентообладатель ФГАОУ ВО «СевероКавказский федеральный университет». - № 2016130608; заявл. 25.07.2016; опубл. 23.03.2017, Бюл. № 9. - 11 с.

73. Устройство для определения помехоустойчивости систем спутниковой навигации в условиях искусственного ионосферного образования: пат. 168736 Российская Федерация: МПК G01S 19/14 / В. П. Пашинцев, В. М. Смирнов,

A. Ф. Чипига, В. А. Цимбал, В. А. Шевченко, Е. В. Смирнова, В. И. Стрекозов, С. А. Коваль, А. В. Ляхов, М. В. Песков, Д. П. Киселев; заявитель и патентообладатель ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет». -№ 2016130579; заявл. 25.07.2016; опубл. 17.02.2017, Бюл. № 5. - 12 с.

74. Финк, Л. М. Теория передачи дискретных сообщений / Л. М. Финк. -М.: Сов. радио, 1970. - 728 с.

75. Фролов, В. Л. Зондирование возмущённой излучением нагревного стенда «Сура» ионосферы сигналами навигационных спутников системы GPS /

B. Л. Фролов, Г. П. Комраков, В. Е. Куницын [и др] // Известия вузов. Радиофизика. - 2010. - Т. 53. - № 7. - С. 421-444.

76. Черенкова, Л. Е. Распространение радиоволн / Л. Е. Черенкова, О. В. Чернышов. - М.: Радио и связь, 1984. - 272 с.

77. Чипига, А. Ф. Методы построения математических моделей ионосферы и трансионосферного распространения радиоволн с учетом поглощения волны на пониженных частотах / А. Ф. Чипига, М. В. Песков, И. В. Анзин, А. В. Полежаев // Современная наука и инновации. - 2018. - № 4 (24). - С. 36-44.

78. Чипига, А. Ф. Модель ионосферы для расчета поглощения волны в системах спутниковой связи / А. Ф. Чипига, Э. Х. Дагаев, А. В. Сенокосова, В. А. Шевченко // Теория и техника радиосвязи. - 2011. - № 4. - С. 97-101.

79. Черногор, Л. Ф. Дистанционное радиозондирование атмосферы и космоса: Учебное пособие / Л. Ф. Черногор. - Харьков: ХНУ им. В. Н. Каразина, 2009. - 500 с.

80. Штаев, Д. В. Формирование технологий информационного обеспечения северного морского пути / Д. В. Штаев, Ю. С. Рынгачев, С. Н. Павликов // Вестник Морского государственного университета им. адмирала Г.И. Невельского. Серия:

Автоматическое управление, математическое моделирование и информационные технологии. - 2016. - № 75. - С. 144-149.

81. Ясюкевич, Ю. В. Влияние дифференциальных кодовых задержек GPS/ГЛОНАСС на точность определения абсолютного полного электронного содержания ионосферы / Ю. В. Ясюкевич, А. А. Мыльникова, В. Е. Куницын, А. М. Падохин // Геомагнетизм и аэрономия. - 2015. - Т. 55. - № 6. - С. 790-796.

82. Ясюкевич, Ю. В. Отклик ионосферы на гелио- и геофизические возмущающие факторы по данным GPS: монография / Ю. В. Ясюкевич, Н. П. Перевалова, И. К. Едемский, А. С. Полякова. - Иркутск: ИГУ, 2013. - 259 с.

83. Aarons, J. Global Morphology of Ionospheric Scintillations / J. Aarons // Proceedings of the IEEE. - 1982. - vol. 70. - № 4. - P. 360-378.

84. Afraimovich, E. L. A review of GPS/GLONASS studies of the ionospheric response to natural and anthropogenic processes and phenomena [Электронный ресурс] / E. L. Afraimovich, E. I. Astafyeva, V. V. Demyanov [и др] // J. Space Weather Space Clim. - 2013. - vol. 3 - A27. - Режим доступа: https://www.swsc-journal.org/articles/swsc/full html/2013/01/swsc120031/swsc120031 .html

(дата обращения: 20.08.2020)

85. Bello, P. A. The Effect of Frequency Selective Fading on the Binary Error Probabilities of Incoherent and Differentially Coherent Matched Filter Receivers / P. A. Bello, B. D. Nelin // IEEE Transaction on communication systems. - 1963. -wl. 11 - № 2 - P. 170-186.

86. Bogusch, R. L. Frequency selective propagation effects on spread-spectrum receiver tracking / R. L. Bogusch, F. W. Gulgliano, D. L. Knepp, A. X. Michelet // Proceedings of the IEEE. - 1981. - vol. 69. - № 7. - P. 787-796.

87. Bogusch, R. L. Frequency-selective scintillation effects end decision feedback equalization in high data-rate satellite links / R. L. Bogusch, F. W. Gulgliano, D. L. Knepp // Proceedings of the IEEE. - 1983. - vol. 71. - № 6. - P. 754-767.

88. Braasch, M. GPS Receiver Architectures and Measurements / M. Braasch, A. J. Van Dierendonck // Proceedings of the IEEE. - 1999. - vol. 87. - № 1. - P. 48-64.

89. Carrano, C. The GPS Segment of the AFRL-SCINDA Global Network and the Challenges of Real-Time TEC Estimation in the Equatorial Ionosphere / C. Carrano, K. Groves // Proceedings of ION NTM 2006. Monterey. - 2006. - Р. 1036-1047.

90. Crane, R. K. Ionospheric scintillations / R. K. Crane // Proceedings of the IEEE. - 1977. - Vol. 65. - № 2. - P. 180-204.

91. Fremouw, E.S. Early results from the DNA Wideband satellite experiment -Complex-signal scintillation / E. S. Fremouw, R. L. Leadabrand, R. C. Livingston [и др] // Radio Science. - 1978. - vol. 13. - № 1. - P. 167-187.

92. GPStation-6. GNSS Ionospheric Scintillation and TEC Monitor (GISTM) Receiver User Manual (0M-20000132). - 2012. - Rev. 2. - 89 p.

93. Introduction to Filter Designer // Официальный сайт The MathWorks, Inc. -URL: https: //www. mathworks .com/help/signal/examples/introduction-to-filter-designer.html (дата обращения: 24.08.2020 г.).

94. Kunitsyn, V. E. Study of GNSS-measured ionospheric total electron content variations generated by powerful HF-heating / V. E. Kunitsyn, A. M. Padokhin, A. E. Vasiliev [и др] // Advances in Space Research. - 2011. - № 47. - P. 1743-1749.

95. 0EM6. Family Firmware Reference Manual (0M-20000129). - 2014. -Rev. 7. - 754 p.

96. Pashintsev, V. P. GPS monitoring of small-scale fluctuations of total electron content of ionosphere / V. P. Pashintsev, G. I. Linets, G.V. Slyusarev [и др] // International Journal of Advanced Research in Engineering and Technology. - 2020. -vol. 11. - issue 5. - P. 341-352.

97. Pashintsev, V. P. Method for the evaluation of ionospheric diffractive and dispersive properties impact on the interference immunity of satellite communication systems / V. P. Pashintsev, M. V. Peskov, I. A. Kalmykov [и др] // International Journal of Civil Engineering and Technology. - 2018. - vol. 9. - issue 13. - P. 44-61.

98. Peskov, M. V. Method for evaluating statistical characteristics of fluctuations in the total electronic content of the ionosphere based on the results of its GPS-sensing / M. V. Peskov, V. P. Pashintsev, A. F. Chipiga [и др] // Applied Informatics and

Cybernetics in Intelligent Systems // CSOC 2020. Advances in Intelligent Systems and Computing. - 2020. - vol. 3. - issue 1226. - P. 314-320.

99. Rohling, H. OFDM: Concepts for Future Communication Systems / H. Rohling. - Springer Science & Business Media, 2011. - 254 p.

100. Shanmugam, S. Evolution to Modernized GNSS Ionoshperic Scintillation and TEC Monitoring / S. Shanmugam, J. Jones, A. MacAulay, A. J. Van Dierendonck // Proceedings of IEEE/ION PLANS 2012. Myrtle Beach, South Carolina. - 2012. -Р. 265-273.

101. Tereshchenko, E. D. The relationship between small-scale and large-scale ionospheric electron density irregularities generated by powerful HF electromagnetic waves at high latitudes / E. D. Tereshchenko, B. Z. Khudukon, M. T. Rietveld [и др] // Annales Geophysicae. - 2006. - vol. 24. - issue 11. - P. 2901-2909. - Режим доступа: https://angeo.copernicus.org/articles/24/2901/2006/angeo-24-2901-2006.pdf

(дата обращения: 20.08.2020)

102. Yeh, K. C. Radio wave scintillations in the ionosphere / K. C. Yeh, C. H. Liu // Proceedings of the IEEE. - 1982. - vol. 70. - № 4. - P. 324-360.