Разработка автоматизированного программного комплекса управления распределенными информационными потоками глобальной GPS сети и его применение в анализе эффективности системы GPS в условиях геомагнитных возмущений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат технических наук Косогоров, Евгений Александрович

• Косогоров, Евгений Александрович
• кандидат технических наук
• 2002

Оглавление диссертации кандидат технических наук Косогоров, Евгений Александрович

Список таблиц

Список рисунков.

Список обозначений и сокращений.

Введение .!

1 Функционирование навигационной системы GPS и методы обработки данных приемников.

1.1 Общие сведения о навигационной системе GPS.

1.2 Глобальная сеть двухчастотных GPS-приемников. Получение по сети INTERNET данных в форматах RINEX и IONEX.

1.3 Особенности обработки данных приемников GPS.

1.3.1 Определение полного электронного содержания в ионосфере по данным двухчастотных приемников GPS.

1.3.2 Определение углов места и азимутов ИСЗ по эфи-меридной информации, передаваемой с ИСЗ.

2 Методы системного анализа и проектирования программного обеспечения.

2.1 Методы анализа и построения информационных систем.

2.1.1 Классификация информационных систем.

2.1.2 Способы описания информационных технологий (информационных процессов). Классификация моделей.

2.1.3 Характеристики и показатели качества информационных процессов.

2.2 Методы анализа и построения информационных систем.

2.2.1 Логические схемы информационных процессов.

2.2.2 Графы состояний при оценке временных характеристик информационных процессов.

2.3 Структурный анализ и проектирование информационных систем.

2.3.1 Стадии разработки информационных систем.

2.3.2 Оценка целесообразности создания АС. Показатели качества функционирования информационных систем. Эффект создания информационной системы.

2.3.3 Анализ информационных потоков.

2.3.4 Процедуры обоснования решений при проектировании информационных систем.

2.3.5 Структурный анализ и проектирование программного обеспечения информационных систем.

2.4 Базы данных.

2.4.1 Обзор технологий систем баз данных.

2.4.2 Модели данных.

2.4.3 Архитектуры баз данных.

2.4.4 Распределенные базы данных.

2.4.5 Тиражирование данных.

2.5 Проектирование баз данных на основе методов структурного анализа.■.•.

2.5.1 Концептуальное проектирование баз данных.

2.5.2 Логическое проектирование реляционных баз данных на основе принципов нормализации.

3 Структура и функционирование глобального GPS-детектора

GLOBDET.

3.1 Общие сведения

3.2 Описание предметной области, требования к программному комплексу.

3.3 Описание программного комплекса.

3.3.1 Концепция программного комплекса, ключевые технические решения, состав подсистем и функциональная модель комплекса.

3.3.2 Реализация программного комплекса.

3.3.3 Информационная модель программного комплекса

3.3.4 Подсистема СУБД

3.3.5 Подсистема.первичной обработки данных

3.3.6 Получение списка станций с сервера SOPAC.

3.3.7 Выбор станций с нужными координатами из списка.

3.3.8 Получение файлов данных по выбранным станциям с сервера SOPAC.

3.3.9 Разархивация полученных файлов данных и создание директорий с входными файлами данных.

3.3.10 Создание DAT-файлов и ТБС-файлов.

3.4 Вторичная обработка данных.

3.4.1 Просмотр данных и построение графиков.

3.4.2 Исследование параметров КМ ПИВ.

3.4.3 Метод построения глобального поля скоростей перемещения изолиний полного электронного содержания по данным глобальной сети GPS.

3.4.4 Когерентное накопление во времени.

3.4.5 Некогерентное накопление спектров.

3.4.6 Анализ сбоев, возникающих в работе GPS приемников во время сильных геомагнитных возмущений. . . •.

3.5 Оценка основных параметров глобального GPS-детектора при детектировании ионосферных возмущений различных классов.

3.6 Сравнение вычисляемых значений углов прихода луча на ИСЗ и ПЭС с аналогичными результатами, получаемыми другими программными средствами.

4 Исследование сбоев системы местоопределения GPS, возникающих во время геомагнитных возмущений.

5 Примеры применения технологии GLOBDET при детектировании ионосферных возмущений естественного и техногенного происхождения.

5.1 Определение параметров перемещающихся ионосферных возмущений с помощью GPS-решеток.

5.1.1 Определение параметров крупномасштабных перемещающихся ионосферных возмущений (КМ ПИВ) аврорального происхождения с помощью GPS-решеток.

5.1.2 Построение глобального поля скоростей перемещения ПИВ.

5.2 Детектирование ионосферного отклика солнечных вспышек по данным глобальной сети GPS.

5.3 Детектирование ударно-акустических волн, генерируемых при запуске ракет и землетрясениях, по данным GPS-решеток.

5.4 Ионосферный отклик полного солнечного затмения 11 августа 1999 года по данным европейской сети GPS.

5.5 Спектральные характеристики среднемасштабных перемещающихся ионосферных возмущений по данным глобальной сети GPS.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка автоматизированного программного комплекса управления распределенными информационными потоками глобальной GPS сети и его применение в анализе эффективности системы GPS в условиях геомагнитных возмущений»

В настоящее время наблюдается бурное освоение и применение американской спутниковой навигационной системы (СРНС) GPS [86] и российской СРНС ГЛОНАСС [17] в различных отраслях народного хозяйства и, в частности, в системах местоопределения на железнодорожном транспорте [42].

Например, в США данные работы только в 2000 году были профинансированы Конгрессом США в сумме 5 млн. долл. по программе федеральных высокоскоростных магистралей [107]. Инициатива по проведению данных работ исходит от таких организаций, как Федеральная администрация высокоскоростного транспорта, Федеральная железнодорожная администрация и Агенство по точному управлению поездами [79].

Создание комплексной автоматизированной системы управления железнодорожным транспортом с приоритетной разработкой системы оперативного управления грузовыми перевозками (в дальнейшем А С О-УП) определены в числе основных направлений работ по информатизации железнодорожного транспорта МПС России [28]. По мнению российских авторов работы [15], аппаратура СРНС, позволяющая определять координаты и скорость движения локомотива (состава), может наряду с соответствующими средствами связи стать основой построения центров управления перевозками (ЦУПВ), работающими в реальном времени. ЦУПВ и диспетчерский центр призваны контролировать дислокацию составов на трассе, автоматически строить график исполненного движения, управлять скоростью движения, передавая команды на локомотив.

Экспериментальные работы по данному направлению проводились на Красноярской железной дороге с 1995 по 1997 гг., а также по маршрутам Красноярск-Хабаровск и Красноярск-Москва. В апреле 1998 г. проводился эксперимент по сопровождению контейнерного поезда, следовавшего по маршруту Находка-Брест. Информация о движении поезда передавалась через поездную дуплексную радиостанцию РВ-1 в центр управления Красноярской ж/д и через систему спутниковой связи "Трасса" - в ГВЦ МПС.

На Красноярской ж/д разворачивается опытный полигон по отработке спутниковых технологий в управлении движением поездов. Несколько локомотивов оборудуются приемниками GPS/ГЛОНАСС MPK-19JI [38], которые предназначены специально для оснащения локомотивов и других подвижных единиц железнодорожного транспорта в составе навигационно-информационных комплексов (НИК).

При помощи НИК должны решаться задачи: повышения безопасности движения; обеспечения оптимальных режимов ведения поезда; обеспечения навигационного сопровождения локомотива; контроля местоположения и скорости поезда на электронной карте диспетчерского центра железной дороги; автоматического ведения "скорос-тимерной ленты" и графика исполненного движения.

В состав НИК должны входить база данных ж/д и маршрутное задание машиниста. БД содержит информацию о всех особенностях пути, например, сведения о координатах границ блок-участков, данные о вертикальном (уклон) и горизонтальном (кривые) профиле пути, ограничения скорости на перегонах, координаты, названия и схемы станций, расстояния до мест ограничений и повышенного внимания.

В течение 1997 г. на полигоне Красноярской железной дороги проводились эксперименты по комплексированию аппаратуры системы автоматического управления транспортом (САУТ), являющейся на сегодня одной из основных в системе безопасности [43], с интегрированным приемником GPS/ГЛОНАСС МРК-12. Испытания проводились на локомотиве серии ВЛ80Р с целью обоснования замены традиционных напольных устройств спутниковым приемником с БД. Успешное проведение экспериментов прродемонстрировало возможность работы САУТ без напольных устройств в интеграции со спутниковой навигационной аппаратурой.

После проведенных испытаний на Красноярской железной дороге в марте 1995 г., показавших широкие перспективы использования систем местоопределения с применением CP НС на железной дороге, была спроектирована и начала внедряться автоматизированная система управления движением поездов (АСУ ДП "Магистраль") с применением средств космической навигации и связи [31].

В настоящий момент на Восточно-Сибирской железной дороге эксплуатируется система КЛУБ (Комплексное Локомотивное Устройство Безопасности) [26], разработанная ОАО "Ижевский радиозавод".

Система КЛУБ предназначена для обеспечения безопасности движения и его регулирования с использованием возможностей навигационных систем ГЛОНАСС - GPS. Система КЛУБ состоит из набора взаимодействующих между собой модулей, одни из которых являются обязательными, а другие - дополнительными. Модули объединяются в локальную сеть и устанавливаются непосредственно на локомотиве, включая приемник спутниковых сигналов ГЛОНАСС - GPS.

С помощью спутниковых сигналов непрерывно определяются текущая координата (пройденный путь) и скорость движения поезда. Эта информация сопоставляется с электронной картой маршрута движения, на которой отмечена вся необходимая информация об участке, напольных устройствах и других технических средствах, а также об ограничении скорости движения.

Еще одним весьма перспективным применением оборудования с применением СРНС является осуществление контроля за состоянием железнодорожных путей, которое позволяет осуществлять специальное оборудование разрабатываемое совместными усилиями Красноярского государственного технического университета и Красноярской железной дороги [35]. На специальные локомотивы и электровозы при этом устанавливается оборудование, позволяющее снимать спектр сигналов от шума колес, который меняется в случае неисправности железнодорожного полотна. С помощью СРНС можно будет получать точные координаты неисправного пути, что предотвратит серьёзные происшествия. По словам ректора КрГТУ С.Подлесного, установка указанного оборудования приводит к несущественному увеличению стоимости провоза грузов и одновременно к существенному повышению безопасности движения.

Наконец, еще одним перспективным направлением, особенно в условиях современного рынка, является возможность иметь оперативную информацию о передвижениях грузов в постоянно меняющихся условиях. На западе очень активно применяется система отслеживания грузов по всему пути в любое время суток. Такая информация позволяет компаниям, пользующимся услугами железнодорожного транспорта, знать местоположение груза в любое время суток, что сводит возможность финансовых потерь к нулю. Более того, данная система дает некоторые конкурентные преимущества железной дороге перед другими видами транспорта. Совместными усилиями специалистов

КрГТУ с французскими коллегами разработана подобная система отслеживания "АРГОС" [35].

Такие широкие перспективы использования систем местоопреде-ления с использованием СРНС приводят к необходимости детального изучения параметров самих систем спутниковой навигации, в том числе надежности их функционирования и помехозащищенностй, особенно при эксплуатации их в экстремальных условиях (например, во время сильных геомагнитных возмущений).

Проверка помехозащищенности системы GPS приводится, например, в работе [23]. В данной работе произведена попытка глушения сигналов, принимаемых приемником GPS при помощи помехи, близкой по параметрам к оптимальной. Полученные в работе теоретические и экспериментальные результаты говорят о возможности эффективного глушения сигналов GPS относительно простыми средствами (в качестве сигнала для глушения используется немодулированная несущая, слегка отстроенная от частоты несущей сигнала, используемого в системе GPS).

Все вышеперечисленное говорит о том, что применение систем мес-тоопределения с использованием СРНС в отраслях, критичных к обеспечению безопасности, в частности, на железнодорожном транспорте, требует серьезного и кропотливого всестороннего изучения, анализа и прогнозирования рисков, связанных с применением данных систем, анализа их отказоустойчивости. Данные исследования необходимы для уменьшения издержек на проектирование и внедрение систем с использованием СРНС, а главное - для предотвращения возможных последствий и катастроф. Не все вышеперечисленные области применения систем местоопределения с использованием СРНС одинаково критичны к параметрам точности местоопределения и отказоустойчивости аппаратуры местоопределения; однако, в целом указанные исследования необходимы для принятия решения о применимости проектируемых систем с использованием СРНС в каждой из этих областей, степени их резервирования другими системами и т.д.

Результатами указанных исследований могут являться:

• массовый сбор статистики по отказам и сбоям измерений приемников СРНС, возникающим в результате воздействий различных источников, как природного, так и техногенного характера, в зависимости от различных параметров: времени суток, марки приемников, наличия различных возмущений и помех (известно, что сама железная дорога является сильным источником помех) и т.д.;

• анализ характера сбоев при воздействии различных источников на основе набранной статистики;

• расчет и экспериментальное получение пороговых значений количества возникающих сбоев систем с использованием CP НС, при которых данные местоопределения перестают быть достоверными;

• алгоритмы анализа количества сбоев, возникающих в системах с CP НС, включая алгоритмы для принятия решений о переключении на использование дублирующих систем и уведомления персонала и превышении пороговых значений сбоев, и разработка систем принятия решений (или подсистем принятия решений для существующих систем автоматизированного управлений перевозками), использующих указанные алгоритмы;

• разработка алгоритмов повышения точности местоопределения в системах с использованием одночастотных приемников CP НС за-счет внесения ионосферных поправок, полученных по данным существующей сети двухчастотных приемников сети GPS;

• рекомендации к изготовителям аппаратуры приемников СРНС по улучшению определенных параметров и алгоритмов работы изготовляемых приемников.

При проведении подобных исследований требуются большие аппаратурные и программные затраты, направленные на создание необходимых полигонов для исследований, исследования больших партий приемников GPS-ГЛОНАСС различных типов, создание специальных программно-аппаратных средств и систем для обработки данных, получаемых с приемников СРНС.

Между тем, в мире существует и эксплуатируется глобальная сеть двухчастотных GPS приемников, данные с которых с временным разрешением 30 сек централизованно поставляются на сервер SOPAC [121] в стандартном формате RINEX [80], после чего они доступны для анализа и использования по сети Internet. Данная сеть непрерывно расширяется и к январю 2002 г. насчитывает более 1000 зарегистрированных приемников GPS, а сервер SOPAC содержит данные круглосуточных измерений приемников более, чем за пять лет. Полученная таким образом база данных представляет собой уникальный материал для проведения исследований. В ближайшее время эта сеть будет существенно расширена за счет интеграции с навигационной системой ГЛОНАСС.

Такая перспектива делает заманчивым использование нескольких или всех станций сети GPS для начала проведения вышеперечисленных исследовательских работ, предварительного набора статистики, а также проведения анализа и моделирования с целью изучения функционирования СРНС GPS-ГЛОНАСС, разработки необходимых алгоритмов, а также предварительного набора статистики. Все это позволит оптимизировать затраты на создание исследовательских полигонов и проведение вышеуказанных исследований, а также получить предварительные результаты практически без затрат на приобретение аппаратуры. По полученным результатам можно будет судить о целесообразности и направлениях дальнейших исследований.

При проведении подобных исследований одной из основных проблем становится анализ огромного количества данных. Каждый GPS приемник выдает в день примерно 3 МБ данных, а для проведения исследований обычно требуются суточные данные примерно нескольких десятков (а иногда и сотен) приемников. До получения результатов, как правило, требуется многократное повторение обработки данных с различными входными параметрами. В связи с этим особое значение для повышения эффективности подобных исследований приобретает применение автоматизированных систем научных исследований (АС-НИ) [36], позволяющее получать более точные и полные модели исследуемых объектов и явлений, ускорять ход научных исследований и снижать их трудоемкость, изучать сложные объекты и процессы, исследование которых традиционными методами затруднительно или невозможно.

При формировании технического задания в качестве задач, решаемых программным комплексом, учитывался еще ряд задач, решаемых в Институте Солнечно-земной физики СО РАН. Такое совмещение решаемых задач стало возможным из-за схожести методик проведения обработки данных, обнаруженной в результате предварительного проведенного анализа.

В ИСЗФ СО РАН разрабатываются методы и технология глобального детектирования и мониторинга ионосферных возмущений естественного и техногенного происхождения по данным измерений вариаций полного электронного содержания (ПЭС) на глобальной сети приемников навигационных систем GPS - ГЛОНАСС, основанная на концепции глобального детектора GLOBDET [48].

Известно, что ионосфера Земли может служить индикатором различного рода воздействий как естественного, так и техногенного происхождения (землетрясения, цунами, грозы, проявления солнечной и геомагнитной активности, взрывы, запуски ракет, подземные ядерные испытания и т. д.). Воздействия вышеперечисленных источников проявляются в виде изменений ПЭС в ионосфере, пространственные, временные и амплитудные масштабы которых зависят непосредственно от параметров инициирующего воздействия.

Научный интерес к этой проблеме обусловлен тем, что такие воздействия можно трактовать как активные эксперименты в атмосфере Земли и использовать их для решения целого ряда задач физики ионосферы, ионосферного распространения радиоволн, физики ударных волн и т.д.

Эти исследования имеют также и важный прикладной аспект, поскольку они позволяют обосновать надежные сигнальные признаки техногенных воздействий (запуски ракет, несанкционированные взрывы и подземные ядерные испытания), что необходимо для построения эффективной глобальной радиофизической системы обнаружения и локализации этих воздействий. Существующие глобальные системы подобного назначения используют различные методы детектирования, в том числе с использованием инфразвуковых и сейсмических сигналов. Однако, в связи с расширением географии, типов и непредсказуемости техногенных воздействий на окружающую среду, до сих пор весьма актуальными остаются задачи повышения чувствительности обнаружения и достоверности определения параметров источников воздействий, в том числе и за счет независимых измерений всего спектра сигналов, генерируемых при воздействии.

Возникающие при упомянутых выше воздействиях ионосферные возмущения (ИВ) характеризуются весьма широким спектром пространственно-временных масштабов. Приведем примеры только нескольких классов ИВ, которым в диссертации уделено основное внимание.

Авроральные процессы, сопровождающие мощные магнитные бури, генерируют крупномасштабные перемещающиеся ионосферные возмущения (КМ ПИВ), являющиеся ионосферным откликом внутренних атмосферных Акустико-Гравитационных Волн (АГВ), с временным периодом порядка 1 часа и длиной волны свыше 1000 км. Эти возмущения перемещаются в основном в экваториальном направлении со скоростью порядка 300-500 м/с.

Среднемасштабные ПИВ (СМ ПИВ), возникающие при различных возмущениях нейтральной атмосферы на низких и средних высотах (погодные явления, движение солнечного терминатора, сверхзвуковое движение лунной тени при солнечном затмении и т.д.), создают в ионосфере своеобразное интерференционное поле возмущений с характерными периодами 20-60 мин, длинами волн от 50 до 300 км и всевозможными направлениями перемещения. Считается, что нейтральный ветер при некоторых условиях фильтрует СМ ПИВ по направлениям перемещения, так что можно выделить определенное преобладающее направление.

Ударные волны, возникающие при запуске мощных ракет, генерируют широкий спектр АГВ с различными периодами и длинами волн. Особый интерес проявляется к т.н. "быстрой моде" ионосферного отклика ударной волны, распространяющейся с высокой скоростью, что обеспечивает минимальное время для ее детектирования. В литературе для обозначения этой моды используют термины, отличающиеся различной физической интерпретацией, в том числе термин ударно-акустическая волна (УАВ). Есть некоторые сведения, что аналогичные процессы наблюдаются и при землетрясениях. УАВ характеризуются временным периодом порядка 30-300 сек и скоростью распространения около 1000 м/с.

Увеличение интенсивности рентгеновского и ультрафиолетового (УФ) излучения, наблюдаемое во время хромосферных вспышек на Солнце, немедленно вызывает возрастание электронной концентрации в ионосфере. Эти изменения концентрации различны для разных высот и носят общее название внезапных ионосферных возмущений (ВИВ) или SID (sudden ionospheric disturbances). Эти возмущения чаще всего носят импульсный характер длительностью порядка 1 мин и наблюдаются одновременно на всей освещенной стороне.

Несмотря на то, что перечисленные явления изучаются уже в течении многих десятилетий с применением различных экспериментальных средств и методов моделирования, в настоящее время еще нет полного понимания физических механизмов, без знания которых невозможно и создание соответствующих прикладных систем.

Отсутствие полных и достоверных данных о параметрах ИВ обусловлено в основном недостатками существующих экспериментальных методов и средств детектирования. Из перечисленных выше пространственно-временных характеристик ИВ следует, что для эффективного отображения явлений средства детектирования должны обладать достаточным высоким временным (не хуже 10-100 сек) и пространственным (не хуже 10-100 км) разрешением.

Не менее важным является необходимость одновременных и однотипных измерений в широком широтно-долготном диапазоне, без чего до сих пор не удается оценить зависимость основных характеристик ИВ от долготы, местного времени, широты и других факторов глобальности. В настоящее время наблюдается существенный прогресс в развитии спутниковых методов оптического мониторинга процессов в верхней атмосфере, позволяющих визуализировать многие интересные явления (особенно в авроральной области). Однако до сих пор аналогичная технология глобального мониторинга ионосферных возмущений еще не создана.

Наконец, детектирование наиболее важных, интересных и чаще всего непредсказуемых воздействий (особенно техногенных) невозможно без непрерывной работы системы глобального мониторинга ИВ.

Очевидно, что соответствующее пространственно-временное разрешение, непрерывность и глобальность мониторинга ИВ не могут обеспечить существующие весьма редкие сети ионосферных детекторов, таких как ионозонды, радиотрассы наклонного зондирования, пункты измерения фарадеевского вращения плоскости поляризации сигналов геостационарных ИСЗ и радары некогерентного рассеяния.

Новую эру в дистанционной диагностике ионосферы открывает развитие глобальной навигационной системы GPS [86] и создание на ее основе широко разветвленных сетей станций GPS, насчитывающих к началу 2002 г. не менее 1000 пунктов, данные которых с временным разрешением 30 сек поставляются в Internet. В ближайшее время эта сеть будет существенно расширена за счет интеграции с навигационной системой ГЛОНАСС [17].

Методика вычисления полного электронного содержания в ионосфере по данным фазовых измерений GPS-приемников широко известна и приведена во многих работах (см., например, [84]). В каждый момент времени каждый приемник GPS наблюдает не менее 58 ИСЗ GPS (10-15 ИСЗ с использованием совмещенных приемников GPS-ГЛОНАСС). Таким образом, недалеко то время, когда ионосфера Земли будет просвечиваться одновременно десятками тысяч лучей приемник-ИСЗ" (луч, проходящий по пути "приемник-ИСЗ" также называют лучом зрения или LOS - line of sight).

Такая перспектива делает заманчивым использование нескольких или всех станций сети GPS для дистанционного изучения ионосферы и ИВ, вызываемых различными источниками.

В последнее время рядом авторов [100, 113, 118] создана новая технология построения глобальных карт абсолютного "вертикального" значения ПЭС (в иностранной литературе используется также термин ТЕС - total electron content; ПЭС измеряется в единицах TECU (TEC unit), 1 TECU = 1016ж~2) по данным международной сети GPS (технология Global Ionospheric Maps, GIM). В совокупности с возможностью получения этих карт в стандартном формате IONEX по сетям INTERNET, технология GIM дала исследователям новое мощное средство для изучения крупномасштабных ионосферных процессов в спокойных и возмущенных условиях в глобальном масштабе. С использованием этой технологии были получены новые данные о глобальном развитии крупномасштабных ионосферных возмущений во время больших ионосферных бурь.

Однако вследствие низкого временного разрешения (данные в Internet представлены с шагом 2 часа) технология GIM не годится для детектирования перечисленных выше ИВ.

Независимо от этого направления ведется интенсивная разработка методов GPS-детектирования ионосферного отклика мощных землетрясений [67], запусков ракет [68], наземных промышленных взрывов [69].

Глобальный детектор , построенный по методике [48], отличается от ранее известных средств радиозондирования ионосферы непрерывностью наблюдений, высокой чувствительностью и пространственно-временным разрешением, а также технологичностью обработки данных. В отличие от традиционных средств ионосферных наблюдений, высотный предел которых не превышает 500 км (ионозон-ды, KB доплеровские измерения), или 1000-2000 км (радары некогерентного рассеяния и станции регистрации поворота плоскости поляризации УКВ сигнала геостационарных ИСЗ), впервые появилась возможность глобального детектирования возмущений плазмосферы Земли в диапазоне высот вплоть до 20000 км. Кроме того, в отличие от существующих классических средств ионосферных исследований, приемники GPS серийно выпускаются промышленностью, что обеспечивает их широкую доступность и низкую стоимость.

Специализированные комплексы для использования GPS при решении различных задач уже активно разрабатываются. Например, в [64] описывается программный комплекс для изучения и непрерывного высокоточного мониторинга деформаций различных объектов. Известны также программные комплексы GAMIT, GIPSY для проведения исследования в области геодезии [120], а также программа TEQC, представляющая собой набор инструментов для работы с данными GPS-приемников [123]. Однако, специализированного комплекса для обработки данных фазовых измерений с целью проведения ионосферных измерений и/или анализа сбоев измерений, возникающих в сети GPS, в литературе пока неизвестно.

Цель работы

Основной целью диссертационной работы являлась разработка автоматизированного программного комплекса, реализующего концепцию глобального детектора GLOBDET [48] и предназначенного для проведения исследований и набора статистики при прогнозировании надежности и помехозащищенности систем местоопределения с использованием СРНС GPS-ГЛОНАСС, а также для проведения фундаментальных исследований физики ионосферы.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить ряд задач, в который входили:

1. Системный анализ навигационной системы GPS (предметной области) на основе концепции глобального GPS-детектора ионосферных возмущений, выделение объектов, процессов и связей, выяснение форм представления данных, а также выполняемых функций, построение модели системы.

2. Разработка концепции программного комплекса, реализующего требуемую функциональность, выбор по возможности наилучшего варианта построения информационной системы, формулировка технического задания.

3. Разработка алгоритмов и модулей программного комплекса GLOBDET, предназначенного для автоматизированной обработки данных международной сети двухчастотных приемников навигационной системы GPS.

4. Оценка основных характеристик программного комплекса, проведение тестирования, сравнение отдельных получаемых при помощи программного комплекса GLOBDET результатов с аналогичными результатами, получаемыми другими программными средствами.

5. Проведение с помощью созданного программного комплекса анализа эффективности системы местоопределения GPS на примере статистики фатальных фазовых сбоев, возникающих при работе системы GPS во время сильных геомагнитных возмущений.

6. Исследование особенностей применения технологии GLOBDET при детектировании ионосферных возмущений, возникающих при солнечных вспышках, во время магнитных бурь, при запусках ракет и землетрясениях.

Научная новизна проведенного исследования состоит в следующем:

1. Впервые произведен системный анализ навигационной системы GPS (предметной области) на основе концепции глобального GPS-детектора ионосферных возмущений.

2. Впервые создан автоматизированный программный комплекс GLOBDET, реализующий принципы технологии глобального GPS-детектора ионосферных возмущений различных классов, основанной на измерении полного электронного содержания с помощью глобальной сети многоканальных двухчастотных приемников навигационной системы GPS.

3. Впервые продемонстрирована возможность изучения эффективности системы местоопределения GPS на примере глобальной статистики фатальных фазовых сбоев, возникающих при работе системы GPS во время сильных геомагнитных возмущений.

4. Впервые продемонстрирована возможность использования технологии GLOBDET при изучении ионосферных возмущений различных классов, возникающих при солнечных вспышках, во время магнитных бурь, при запусках ракет и землетрясениях.

Достоверность результатов

Достоверность результатов, описанных в диссертации, обосновывается на физическом обосновании предложенных методов, их проверке численным моделированием и в экспериментах, а также представительной статистикой наблюдений. Полученные в экспериментах физические характеристики находятся в качественном и количественном согласии с результатами независимых исследований, опубликованных ранее другими авторами.

Практическая ценность работы

Данные, полученные в результате исследований с применением данного комплекса, могут быть использованы:

• для оценки отказоустойчивости применяемой в системах место-определения аппаратуры GPS в зависимости от различных факторов: марки приемников, наличия ионосферных возмущений и т.д.;

• для принятия решений о применении GPS в различных проектируемых и существующих системах на железнодорожном транспорте;

• для определения максимальных пороговых значений количества сбоев в системе GPS, при которых данные местоопределения еще можно считать достоверными;

• для определения и прогнозирования целесообразности применения систем местоопределения с применением GPS в определенные дни в зависимости от степени возмущенности ионосферы (системы управления и принятия решений).

Алгоритмы, разработанные для данного комплекса, могут быть использованы для подсистем управления резервированием в системах местоопределения ж/д транспорта (переход на дублирующие системы и информирование персонала при превышении пороговых значений количества сбоев).

Программный комплекс может быть использован для детектирования и мониторинга ионосферных возмущений различных классов.

Личный вклад автора

Основные результаты работы являются оригинальными и получены лично автором или при его непосредственном участии:

1. разработка метода и принципов построения глобального GPS - детектора ионосферных возмущений естественного и техногенного происхождения;

2. проведение анализа предметной области, построение модели комплекса, определение выполняемых функций, разработка форм представления входных, промежуточных и выходных данных, определение технических требований к программному комплексу и разработка технических решений для их реализации, разработка структуры комплекса, реализация большинства программных модулей, написание документации по эксплуатации комплекса;

3. оценка разрешающей способности метода GLOBDET по времени и пространственным координатам;

4. сравнение результатов первичной обработки комплекса GLOBDET с аналогичными результатами, получаемыми другими программными средствами;

5. использование программного комплекса GLOBDET в исследованиях эффективности системы местоопределения GPS в условиях геомагнитных возмущений;

6. выборочная экспериментальная проверка эффективности программного комплекса GLOBDET в исследованиях ионосферных эффектов магнитных бурь, солнечных вспышек, запусков ракет и землетрясений.

Апробация работы

Основные результаты и выводы, приведенные в диссертации, докладывались и обсуждались на XXVIth- General Assembly of the International Union of Radio Science, Toronto, Canada, 1999; Байкальской молодежной научной школе по фундаментальной физике БШФФ-99, Иркутск, 1999; International Symposium on GPS, 1999, Tsukuba, Japan; IV Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация и связь», Воронеж, 2000; Scientific assembly of COSPAR,

27

2000, Warshaw, Poland; XX Всероссийской конференции по распространению радиоволн, Нижний Новгород, 2002; а также на семинарах ИСЗФ СО РАН, ИрГУПС.

Имеются акты о внедрении данного комплекса в институте ионосферы МОН РК Казахстан, Алма-Ата; в Иркутском государственном университете путей сообщения ИрГУПС (ИрИИТ), Иркутск; в ИВА-ИИ МО, Иркутск; ИКФИА СО РАН, Якутск.

Заключение диссертации по теме «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», Косогоров, Евгений Александрович

Заключение

В ходе работы получены следующие основные результаты:

1. Разработан автоматизированный программный комплекс GLOBDET для автоматизации управления распределенными информационными потоками глобальной GPS сети и проведения исследований эффективности системы GPS в условиях геомагнитных возмущений.

2. Впервые на примере глобальной статистики фатальных фазовых сбоев показано, что во время сильных геомагнитных возмущений эффективность функционирования спутниковой навигационной системы GPS существенно снижается.

3. Продемонстрирована возможность использования технологии GLOBDET при изучении ионосферных возмущений различных классов.

174

Благодарности

Автор искренне благодарит своего научного руководителя д. ф.-м. н., проф. Э. J1. Афраймовича.

Автор также благодарен А. Д. Калихману, Н. Н. Климову, В. И. Кур кину, Л. А. Леонович, О. С. Лесюте, Ю. В. Липко, К. С. Паламарчуку, Н. П. Переваловой, Е. А. Пономареву, А. С. Потапову, А. П. Потехину, А. В. Тагцилину, а также всем сотрудникам отдела физики средней атмосферы и отдела физики верхней атмосферы и распространения радиоволн Института солнечно-земной физики СО РАН за помощь в организации и проведении экспериментов, полезные дискуссии, участие в обработке данных.

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (гранты 99-05-64753, 00-05-72026 и 01-05-06171) а также гранта ведущих научных школ Российской Федерации (0015-98509).

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Косогоров, Евгений Александрович, 2002 год

1. Афраймович Э. JL, Алтынцев А. Т., Косогоров Е. А., Ларина Н. С., Леонович Л. А. Детектирование ионосферного отклика солнечных вспышек по данным глобальной сети GPS. Геомагнетизм и аэрономия, 2001, Т.41, N2, 208-214.

2. Афраймович Э. Л., Варшавский И. И., Вугмейстер Б. О. и др. Влияние наземных промышленных взрывов на доплеровские и угловые характеристики отраженного от ионосферы радиосигнала. Геомагнетизм и аэрономия, 1984, Т.24, 322-324.

3. Афраймович Э. Л., Косогоров Е. А. Автоматизированный комплекс обработки информации глобальной сети GPS-приемников. Информационные технологии контроля и управления на транспорте: Сб.науч.тр. Иркутск: ИрИИТ, 2002, Вып.Ю, с. 61-66.

4. Афраймович Э. Л., Косогоров Е. А. Управление информационными потоками при обработке данных глобальной сети GPS-приемников. Информационные технологии контроля и управления на транспорте: Сб.науч.тр. Иркутск: ИрИИТ, 2002, Вып.Ю, с. 67-74.

5. Афраймович Э. JL, Косогоров Е. А., Леонович JL А., Пирог О. М. Глобальная картина крупномасштабных возмущений 25 сентября 1998 по данным сети GPS. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, 2000, Вып.112, Изд-во СО РАН, 142-156.

6. Афраймович Э. JL, Косогоров Е. А., Леонович Л. А., Пирог О. М. Глобальная картина крупномасштабных ионосферных возмущений во время магнитной бури 25 сентября 1998 г. Геомагнетизм и аэрономия, 2002, Т.42, N.4, 491-498.

7. 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, N4, 495-502.

8. Афраймович Э. Л., Е. А. Косогоров, О. С. Лесюта, И. И. Ушаков. Спектр перемещающихся ионосферных возмущений по данным глобальной сети GPS. Изв. Вузов. Радиофизика, 2001, T.XLIV, N10,828-839.

9. Афраймович Э. Л., Косогоров Е. А., Плотников А. В. Ударно-акустические волны, генерируемые при запусках ракет и землетрясениях. Космические исследования, 2002, Т.40, N.3, 261-275.

10. Афраймович Э. Л., Косогоров Е. А., Плотников А. В., Уралов А. М. Параметры ударно-акустических волн, генерируемых при землетрясениях. Физика Земли, 2001, N6, 16-28.

11. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++. "Издательство Бином", С.-Пб.: "Невский диалект", 1998.

12. Гинзбург В. JI. Распространение электромагнитных волн в плазме. М.: Наука, 1967, 684 с.

13. Глобальная спутниковая радионавигационная система GLO-NASS. Под редакцией В.Н.Харисова, А.И.Перова, В.А.Болдина. Изд-во ИПРЖР, Москва, 1998, 400 с.

14. Голицын Г. С., Кляцкин В. И. Колебания в атмосфере, вызываемые движениями земной поверхности. Изв. Академии наук СССР. Физика атмосферы и океана, 1967, Т.111, N10, 1044-1052.

15. Гончаров JI. П., Ситнов Ю. С. Эффекты солнечного затмения над Кубой. Ионосфер, прогноз, 1982, N4, 169-171.

16. Дэвис К. Радиоволны в ионосфере. — М.:Мир. 1973.

17. Жеребцов Г. А., Клименко В. В., Клименко В. И. Исследование эффекта солнечного затмения 9 марта 1997 года в ионосфере азиатской части России. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике солнца, 1998, N109, 51-54.

18. Иванов М.П., Кашинов В.В. Экспериментальная проверка помехозащищенностиамериканской спутниковой навигационной системы GPS. Ресурс Internet http://www.laboratory.ru/articl/rad/rar020.htm

19. Калянов Г.Н. Консалтинг при автоматизации предприятий. Подходы, методы, средства. М.: СИНТЕГ, 1997.

20. Карлов В. Д., Козлов С. И., Ткачев Г. Н. Крупномасштабные возмущения в ионосфере, возникающие при полете ракеты с работающим двигателем. Космические исследования, 1980, Т.18, 266-277.

21. КЛУБ-УП система обеспечения безопасности движения специального самоходного подвижного состава первой категории. ОАО "Ижевский радиозавод". Ресурс Internet http://www.irz.ru/products/zhd/clubup/

22. Котяшкин С. И. Определение ионосферной задержки сигналов в одночастотной аппаратуре потребителей спутниковой системы навигации NAVSTAR. Зарубежная электроника, 1989, N5, 85-95.

23. Лецкий Э.К., Панкратов В.И., Яковлев В.В. и др. Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Учеб. для вузов ж.-д. трансп.; под ред. Э.К.Лецкого, Э.С. Поддавашкина, В.В.Яковлева. М.: УМК МПС России, 2000. - 680 с.

24. Липаев В.В. Системное проектирование сложных программных средств для информационных систем. Серия "Информатизация России на пороге XXI века". М.: СИНТЕГ, 1999, - 224 с.

25. Мищенко И. Н., Волынкин А. И., Волосов П. С., Григорьев М. И. Глобальная навигационная система NAVSTAR. Зарубежная электроника, 1980; N8, 52-83.

26. Навигационно-информационный комплекс автоматизированной системыуправления движением поездов "Магистраль". Ресурс Internet http://www.kgtu.runnet.ru/kgtu/sciencel/chmyh2.htm

27. Нагорский П. M. Автореферат дисертации на соискание ученой степени доктора физ.-мат.наук. Томский государственный университет, Томск, 1998.

28. Нагорский П. М. Анализ отклика КВ-радиосигнала на возмущения ионосферной плазмы, вызванные ударно-акустическими волнами. Изв. ВУЗов Радиофизика, 1999, T.XLII, 36-44.

29. Нагорский П. М. Неоднородная структура области F ионосферы, образованная ракетами. Геомагнетизм и аэрономия, 1998, Т.38, 100-106.35. Наукаи транспорт. ЭиЖ-Сибирь, 2000, N13(127). Ресурс Internet http://www.ecolifе.krsk.ru/old/Arh/2000/127/10.asp

30. Орлов В. В., Уралов А. М. Реакция атмосферы на волну Релея, порожденную землетрясением. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. Наука, Москва, 1987, N78, 28-40.

31. Приемник спутниковых сигналов навигационных систем ЩОНАСС/GPS МРК-19. Ресурс Internet http://www.rtf.kgtu.runnet.ru/struct/lab/niirt/mrkl9.htm

32. Прохоров А. Использование объектно-реляционных СУБД для хранения и анализа временных рядов. Ресурс Интернет http: / / www. compress .ru/Temp/1129/index.htm

33. Ришбет Г., Гарриот O.K. Введение в физику ионосферы. Л.: Гид-рометеоиздат, 1975, 304 с.

34. Савина, О. Н., Ерухимов Л. М. О возможности существования уединенной внутренней гравитационной волны в безграничной изотермической атмосфере. Геомагнетизм и аэрономия, 1981, T.XXI, N4, 679-682.

35. Соловьев Ю.А. Системы спутниковой навигации. М: Эко-Трендз, 2000. 267с.

36. Совершенствование разработки, внедрения, обслуживания и ремонта путевых устройств САУТ. Сетевая школа по обмену передовым опытом. Свердловская железная дорога, Октябрь, 1996. Ресурс Internet http://www.tsi.ru/ats/13.html

37. Трофимова И.П. Системы обработки и хранения информации. -М.: Высшая школа, 1989, 190 с.

38. Шарадзе, 3. С., Кавадзе Н.Д., Лиадзе З.Л., Мосашвили Н.В. Перемещающиеся ионосферные возмущения и явление F-рассеяния в ионосфере средних широт. Геомагнетизм и аэрономия, 1986, Т.26, N1, 144-147.

39. Afraimovich E. L. Dynamics and anisotropy of travelling ionospheric disturbances as deduced from transionospheric sounding data. I — Statistical angle-of-arrival and Doppler method (SADM). Preprint ISTP SD RAS, 1995, N5, 95.

40. Afraimovich, E.L. GPS global detection of the ionospheric response to solar flares. Radio Science, 2000, V.35, 1417-1424.

41. Afraimovich E. L., Kosogorov E. A., Leonovich L. A. The use of the international GPS network as the global detector (GLOBDET) simultaneously observing sudden ionospheric disturbances. Earth, Planets, and Space, 2000, V.52, N11, 1077-1082.

42. Afraimovich, E. L., Kosogorov E. A., Leonovich L. A., Lesyuta O. S. and Ushakov I. I. GPS detection of the instantaneous response of the global ionosphere to strong magnetic storms with sudden commencement. Annals of Geophysics, 2002, V.45, N1, 4153.

43. Afraimovich, E.L., E.A. Kosogorov, and O.S. Lesyuta. Ionospheric effects of the August 11, 1999 total solar eclipse as deduced from European GPS network data. Advances of Space Research, 2001, V.27, N6-7, 1351-1354.

44. Afraimovich E.L., E.A. Kosogorov, O.S. Lesyuta, I.I. Ushakov, and A.F. Yakovets. Geomagnetic control of the spectrum of traveling ionospheric disturbances based on data from a global GPS network. Annales Geophysicae, 2001, V.19, N7, 723-731.

45. Afraimovich E. L., Kosogorov E. A., Palamarchouk K. S., Perevalova N. P., Plotnikov A. V. The use of GPS arrays in detecting the ionospheric response during rocket launchings. Earth, Planets, and Space, 2000, V.52, N11, 1061-1066.

46. Afraimovich, E.L., E.A. Kosogorov, N.P. Perevalova, and A.V. Plotnikov. The parameters of shock acoustic waves generated during rocket launches. Advances of Space Research, 2001, V.27, N6-7, 1339-1343.

47. Afraimovich, E. L., E. A. Kosogorov, N. P. Perevalova, and A. V. Plotnikov. The use of GPS-arrays in detecting shock-acoustic waves generated during rocket launchings. J.Atm. Solar-Terr. Phys., 2001, V.63, N18, 1941-1957.

48. Afraimovich, E. L., N. P. Minko, and S. V. Fridman. Spectral and dispersion characteristics of medium-scale travelling ionospheric disturbances as deduced from transionospheric sounding data. J. Atmos. Terr. Phys., 1994, V.56, 1431-1446.

49. Afraimovich, E. L., K. S. Palamartchouk, and N. P. Perevalova, GPS radio interferometry of travelling ionospheric disturbances. J. Atmos. and Solar-Terr. Phys., 1998, V.60, 1205-1223.

50. Afraimovich E. L., Palamartchouk K. S., Perevalova N. P., Chernukhov V. V. Ionospheric effects of the solar eclipse of March 9, 1997, as deduced from GPS data. Geophysical Research Letters 1998, V.25, N4, 465-468.

51. Amore M., Bonaccoroso. A., Ferrari F., Mattia M. Eolo: software for the automatic on-line treatment and analysis of GPS data for environmental monitoring. Computers and Geosciences, 2002, V.28, 2, 271-280.

52. Blanc E., Jacobson A. R. Observation of ionospheric disturbances following a 5 kt chemical explosion. 2. Prolonged anomalies and stratifications in the lower thermosphere after shock passage. Radio Science, 1989, V.24, 739-746.

53. Boitman 0. N., Kalikhman A. D., Tashchilin A. V. The midlatitude ionosphere during the total solar eclipse of March 9, 1997. Journal of Geophysical Research, 1999, V.104, N12, 28197-28206.

54. Calais E., Minster J. B. GPS detection of ionospheric perturbations following the January 1994, Northridge earthquake. Geophysical Research Letters, 1995, V.22, 1045-1048.

55. Calais E., Minster J. B. GPS detection of ionospheric perturbations following a Space Shuttle ascent. Geophysical Research Letters, 1996, V.23, 1897-1900.

56. Calais E., Minster B. J., Hofton M. A., Hedlin M. A. H. Ionospheric signature of surface mine blasts from Global Positioning System measurements. Geophys. J. Int., 1998, V.132, 191-202.

57. Cohen E. A. The study of the effect of solar eclipses on the ionosphere based on satellite beacon observations. Radio Science, 1984, V.19, N5, 769-777.

58. Collin R. E. Antennas and Radiowave Propagation. McGraw-Hill, New York, 1985.

59. Davies K. Recent progress in satellite radio beacon studies with particular emphasis on the ATS-6 radio beacon experiment. Space Science Review, 1980, V.25, N7, 357-430.

60. Deshpande M. R., Chandra H., Sethia G. Effects of the total solar eclipse of 16 February 1980 on TEC at low latitudes. Proc. Indian. Nat. Sci. Acad., 1982, V.A48, N3, 427-433.

61. Donnelly R. F. Contribution of X-ray and EUV bursts of solar flares to sudden frequency deviations, J. Geophys. Res., 1969, V.74,1873-1877.

62. Espenak F., Anderson J. Total solar eclipse of 1999 August 11, NASA Reference Publication 1398.http://sunearth.gsfs.nasa.gov/eclipse/TSE1999/TSE1999.html, 1999.

63. Essex E. A., Klobuchar J. A., Philbrick C. R., Leo R. Response the total electron content of the ionosphere over North America to the total solar eclipse of 26 February, 1979. Proc. Indian Nat. Sci. Acad., 1982, V.48, N3, 444-457.

64. Fitzgerald T.J. Observations of total electron content perturbations on GPS signals caused by a ground level explosion. J. Atmos. and Solar-Terr. Phys., 1997, V.59, 829-834.

65. Gajlit, T.A., V.D. Gusev, L.M. Erukhimov, P.I. Shpiro. Spectrum of the phase fluctuations at the ionosphere sounding. Radioflzika, 1983, V.26, 795-801 (in Russian).

66. GPS World Newsletter, Nov.7,1997.

67. Gurtner, W., RINEX: The Receiver Independent Exchange Format Version 2.http://igscb.jpl.nasa.gov:80/igscb/data/format/rinex2.txt, 1993.

68. Hall, G. E., J.- F. Cecile, J. W. MacDougall, J. P. St.-Maurice and D. R. Moorcroft. Finding gravity wave source positions using the Super Dual Auroral Radar Network. Journal of Geophysical Research, 1999, 104, AI, 67-78. .

69. Haykowicz, L.A. and R.D. Hunsucker. A simultaneous observation of large-scale periodic TIDs in both hemispheres following an onset of auroral diturbances. Planetary Space Science, 1987, V.35, 785791.

70. Но, С. M., U. J. Lindqwister, A. J. Mannucci, X. Pi and В. T. Tsurutani. Global ionosphere perturbations monitored by the worldwide GPS network. Geophysical Research Letters, 1996, V.23, 3219-3222.

71. Носке, К. and К. Schlegel. A review of atmospheric gravity waves and travelling ionospheric disturbances: 1982-1995. Annales Geophysicae, 1996, V.14, 917-940.

72. Hofmann-Wellenhof В., Litchtenegger H., Collins J. Global Positioning System: Theory and Practice. Springer-Verlag Wien, New-York 1992.

73. Huang C. R., Liu С. H. A study of tomographically reconstructed ionospheric images during a solar eclipse. Journ. Geophys. Res., 1999, V.104. N.l, 79-94.

74. Hunsucker, R.D. Atmospheric gravity waves generated in the high-latitude ionosphere. A review. Review of Geophysics, 1982, V.20, 293-315.

75. Hunter A. N., Holman В. K., Fieldgate D. G., Kelleher R. Faraday rotation studies in Africa during the solar eclipse of June 30, 1973. Nature, 1974, V.250, N6, 205-206.

76. Jacobson A. R., Carlos R. C. Observations of acoustic-gravity waves in the thermosphere following Space Shuttle ascents. J. Atmos. and Solar-Terr. Phys., 1994, V.56, 525-528.

77. Jakowski, N., E. Sardon and S. Schluter. Total electron content of the ionosphere during the geomagnetic storm on 10 January 1997. J. Atmos. and Solar-Terr. Phys., 1999, V.61, 299-307.

78. Kaliev, M.Z., I.M. Krasnikov, Yu.G. Litvinov, B.D. Chakenov,

79. A.F. Yakovets. The spectrum fine structure of medium-scale ionospheric disturbances. Geomagnetizm i aeronomiya, 1988, V.28, 316-318.

80. Kang Cheng, Yinn-Nien Huang, Sen-Wen Chen. Ionospheric Effects of Solar Eclipse of September 23, 1987, Around the Equatorial Anomaly Crest Region. Journ. Geophys. Res., 1992, V.97, N3, 103111.

81. Klobuchar, J. A. Ionospheric time-delay algorithm for single-frequency GPS users. IEEE Transactions on Aerospace and Electronics System, 1986, AES 23(3), 325-331.

82. Klobuchar J. A., Malik C. Comparison of changes in total electron content along three paths. Nature, 1970, V.226, N9, 1113-1114.

83. Li Y. Q., Jacobson A. R., Carlos R. C., Massey R. S., Taranenko Y. N., Wu G. The blast wave of the Shuttle plume at ionospheric heights. Geophys. Res. Lett., 1994, V.21, 2737-2740.

84. Livingston, R.C., C.L. Rino, J.P. McClure, and W.B. Hanson. Spectral characteristics of medium-scale equatorial F region irregularities. J. Geophys. Res., 1981, V.86, 2421-2428.

85. Ma, S.Y., K. Schlegel, and J.S. Xu. Case studies of the propagation characteristics of auroral TIDs with EISCAT CP2 data using maximum entropy cross-spectral analysis. Ann. Geoph., 1998, V.16, 161-167.

86. Maeda, S. and S. Handa. Transmission of large-scale TIDs in the ionospheric F2-region. Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics, 1980, V.42, 853-859.

87. Mannucci, A. J., С. M. Ho, U. J. Lindqwister, T. F. Runge,

88. B. D. Wilson, and D. N. Yuan, A global mapping technique for GPS-derived ionospheric TEC measurements. Radio Science, 1998, V.33, N8, 565-582.

89. Marriott R. Т., John D. E. St., Thorne R. M. , Venkateswaran S. V., Mahadevan P. Ionospheric effects of two recent solar eclipses. Journ. Atm. Terr. Phys., 1972, V.34, N4, 695-712.

90. Mendillo M. The effects of rocket launches of the ionosphere. Adv. Space Res., 1981, V.l, 275-290.

91. Mendillo M. Modification of the ionosphere by large space vehicles. Adv. Space Res., 1982, V.2, 150-159.

92. Mendillo M., Evans J. V. Incoherent scatter observations of the ionospheric response to a large solar flare. Radio Science, 1974, V.9, 197-203.

93. Mitra A. P. Ionospheric effects of solar flares. New Delhi -12, India, 1974.

94. Newsletter, ION, V.9, N3, 1999. Ресурс Internet http: //www.ion.org/newsletter/v9n3.html

95. Oliver, W. L., Y. Otsuka, M. Sato, T. Takami and S. Fukao. A climatology of F region gravity waves propagation over the middle and upper atmosphere radar. Journal of Geophysical Research, 1997, V.102, 14449-14512.

96. Rama Rao P. V. S. TEC observations at Waltair during the total solar eclipse of 16 february 1980. Proc. Indian Nat. Sci. Acad., 1982, V. 48, N3, 434-438.

97. Row R. V. Acoustic-gravity waves in the upper atmosphere due to a nuclear detonation and an earthquake. Journal of Geophysical Research, 1967, V.72, N5, 1599-1610.

98. Rudenko G. V., Uralov A.M. Calculation of ionospheric effects due to acousticradiation from an undeground nuclear explosion. J. Atmos. and Solar-Terr. Phys., 1995, V.57, N3, 225-236.

99. Salah J. E., Oliver W. L., Foster J. C. Observations of the May 30, 1984, annular solar eclipse at Millstone Hill. Journal of Geophysical Research, 1986, V.A91, N12, 1651-1660.

100. Schaer, S., W. Gurtner and J. Feltens. IONEX: The IONosphere Map EXchange Format Version 1. In: Proceeding of the IGS AC Workshop, Darmstadt, Germany, February 9-11, J.W. Dow, editor, 1998, 233-247.

101. Singh L., Tyagi T. R., Somayajulu Y. V. A multi-station satellite radio beacon study of ionospheric variations during total solar eclipses. J. Atmos. and Solar-Terr. Phys., 1989, V.51, N3, 271-278.

102. Stubbe P. The F region during an eclipse theoretical study. Journ. Atm. Terr. Phys., 1970, V.32, N8, 1109-1116.

103. Thome G. D and L. S.Wagner. Electron density enhancements in the E and F regions of the ionosphere during solar flares. Journal of Geophysical Research, 1971, V.76, 6883-6895.

104. Whalen, J. A. Daytime F-layer trough observed on a macroscopic scale. Journal of Geophysical Research, 1987, V.92, 2571-2576.

105. Wilson, B. D., A. J. Mannucci. and C. D. Edwards. Subdaily northern hemisphere maps using the IGS GPS network. Radio Science, 1995, V.30, 639-648.