• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 2415-3400 (Online)
ISSN 1028-821X (Print)

Дослідження залежності флуктуацій амплітуди GPS сигналів від метеорологічних факторів при проходженні через турбулентну атмосферу над сушею під малими кутами місця

Рубрика: 
ПОШИРЕННЯ РАДІОХВИЛЬ, РАДІОЛОКАЦІЯ ТА ДИСТАНЦІЙНЕ ЗОНДУВАННЯ
Синицький, ВБ
Organization: 

Інститут радіофізики та електроніки ім. О.Я. Усикова НАН України
12, вул. Акад. Проскури, Харків, 61085, Україна
E-mail: vs@ire.kharkov.ua
https://doi.org/10.15407/rej2021.01.020
Мова: українська
Анотація: 

 

Предмет і мета роботи. Предметом дослідження є флуктуації сигналів навігаційної системи GPS, зумовлені впливом тропосфери, під час радіозаходів супутників за горизонт та мінливість інтенсивності флуктуацій сигналів GPS під впливом метеорологічних факторів. Мета роботи – визначення зв’язку інтенсивності флуктуацій сигналів GPS при малих кутах місця супутника з метеорологічними умовами.

Методи і методологія роботи. Методологія роботи заснована на пошуках залежності інтенсивності амплітудних флуктуацій сигналів супутників GPS від метеорологічної обстановки. Метод вимірювань базується на реєстрації рівнів сигналів супутників GPS перед їх заходом за горизонт. Після проведення серій експериментальних досліджень застосований метод обробки експериментальних даних, заснований на виділенні тропосферних флуктуацій з повного сигналу GPS з використанням методу ковзного середнього.

Результати роботи. Проведено експериментальні дослідження турбулентної складової сигналу GPS при малих кутах місця супутників. Виявлено, що умовна межа за кутом місця, нижче якої переважаючим є вплив тропосфери, може бути встановлена завдяки властивості синхронності орбіт супутників GPS. Показано, що варіації середньоквадратичного відхилення (СКВ) тропосферних флуктуацій сигналів GPS, виділених з повного сигналу, узгоджуються зі зміною метеорологічних параметрів.

Висновок. Проведений аналіз показав, що існує статистична залежність СКВ тропосферних флуктуацій сигналів GPS від метеорологічних чинників. Зростання інтенсивності флуктуацій спостерігається при підвищенні конвективної активності в тропосфері. На підставі проведених експериментів можна зробити висновок про можливість індикації за допомогою сигналів GPS періодів підвищеної турбулентності в атмосфері, яка не виявляється оптичними методами.
Ключові слова: грози, дощі, метеорологічні параметри, поверхня, сигнали супутників навігаційної системи GPS, СКВ, тропосфера, флуктуації

Стаття надійшла до редакції 06.09.2020
УДК 537 874.3:551.510.52
Radiofiz. elektron. 2021, 26(1): 20-27
Повний текст (PDF)

 

References: 
  1. Rocken C., Kuo Y.-H., Schreiner W., Hunt D., Sokolovskiy S. COSMIC System Description. Terrestrial, Atmospheric and Oceanic Science. 2000. Vol. 11, Iss. 1. P. 21–52.
  2. Anderson K.D. Inference of refractivity profiles by satellite-to-ground RF measurements. Radio Science. 1982. Vol. 17, Iss. 3. P. 653–663.
  3. Арманд Н.А., Андрианов В.А., Смирнов В.М. Восстановление профиля коэффициента преломления тропосферы по измерениям частоты сигналов искусственного спутника Земли. Радиотехника и электроника. 1987. Т. 32, № 4. С. 673–680.
  4. Lowry A.R., Rocken C., Sokolovskiy S.V., Anderson K.D. Vertical profiling of atmospheric refractivity from ground-based GPS. Radio Science. 2002. Vol. 37, Iss. 3. P. 1–19.
  5. Богатуров А.Н., Гайкович К.П., Гурвич А.С., Иванов В.К., Кашкаров С.С., Кривоножкин С.Н., Смирнов А.С., Фрейлихер В.Д., Шевцов Б.М. О возможности определения отражающих слоев в тропосфере над морем по вариациям уровня радиосигналов ИСЗ. Докл. АН СССР. 1990. Т. 315, № 4. С. 830–834.
  6. Zamarajev V.B., Kabanov V.A., Morgun G.M., Sinitsky V.B. Variations of the Tropospheric Refraction over the Sea. Simultaneous Measurements at Ground-to-Ground and Satellite-to-Ground Radio Paths. Telecommunications and Radio Engineering. 2006. Vol. 65, Iss. 8. P. 685–699. DOI: 10.1615/TelecomRadEng.v65.i8.10.
  7. Sinitsky V.B. On the Possibility of Sea State Diagnostics Using the Radio Signals from GPS Satellites at Law Angles. Telecommunication and Radio Engineering. 2011. Vol. 70, Iss. 19. P. 1751–1761. DOI: 10.1615/TelecomRadEng.v70.i19.40.
  8. Sinitsky V.B. The Effect of Horizon Line upon Tropospheric Refraction Measurements Taken During Beyond-the-Horizon GPS Radiosetting over Dry Land. Telecommunication and Radio Engineering. 2011. Vol. 70, Iss. 3. P. 189–200. DOI: 10.1615/TelecomRadEng.v70.i3.10.
  9. Луценко В.И., Попов Д.О., Луценко И.В. Исследование подстилающей поверхности при помощи излучения глобальной навигационной спутниковой системы. Радиофизика и электроника. 2016. Т. 7(21), № 1. С. 31–39. DOI: https://doi.org/10.15407/rej2016.01.031.
  10. Винниченко Н.И., Пинус Н.З., Шметтер С.М., Шур Г.Н. Турбулентность в свободной атмосфере. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1976. 287 с.
  11. Dutton M.J.O. Probability forecasting of clear air turbulence based on numerical model output. Meteorol. Mag. 1980. Vol. 109, Iss. 7. P. 293–310.
  12. Белов Е.Н., Войтович О.А., Руднев Г.А., Ткачева Т.А., Хлопов Г.И., Хоменко С.И. Радиолокационное зондирование мелкомасштабной турбулентности в пограничном слое атмосферы. Радиофизика и электроника. 2012. Т. 3(17), № 1. С. 30–35.