RU154138U1 - DEVICE FOR DETECTING IONOSPHERIC FORMATIONS WITH SMALL-SCAL INHOMOGENEITIES - Google Patents

DEVICE FOR DETECTING IONOSPHERIC FORMATIONS WITH SMALL-SCAL INHOMOGENEITIES Download PDF

Info

Publication number
RU154138U1
RU154138U1 RU2015108183/28U RU2015108183U RU154138U1 RU 154138 U1 RU154138 U1 RU 154138U1 RU 2015108183/28 U RU2015108183/28 U RU 2015108183/28U RU 2015108183 U RU2015108183 U RU 2015108183U RU 154138 U1 RU154138 U1 RU 154138U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
ionosphere
output
unit
calculating
Prior art date
Application number
RU2015108183/28U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Петрович Пашинцев
Александр Федорович Чипига
Станислав Андреевич Коваль
Владимир Иванович Стрекозов
Александр Александрович Зинкин
Василий Александрович Горжий
Константин Александрович Катков
Алексей Владимирович Ляхов
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский федеральный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский федеральный университет" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский федеральный университет"
Priority to RU2015108183/28U priority Critical patent/RU154138U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU154138U1 publication Critical patent/RU154138U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

Устройство обнаружения ионосферных образований с мелкомасштабными неоднородностями включает в себя приемную антенну, выход которой соединен с первым входом двухчастотного приемника; выход двухчастотного приемника соединен с первым входом аналого-цифрового процессора первичной обработки; выход опорного генератора и синтезатора частот соединен со вторым входом двухчастотного приемника, вторым входом аналого-цифрового процессора первичной обработки и вторым входом блока вычисления полного электронного содержания ионосферы; выход аналого-цифрового процессора первичной обработки соединен с входом блока вычисления фазового пути сигнала; выход блока вычисления фазового пути сигнала соединен с первым входом блока вычисления полного электронного содержания ионосферы; выходы блока вычисления полного электронного содержания ионосферы соединены с входом блока вычисления среднеквадратического отклонения полного электронного содержания ионосферы и входом блока вычисления математического ожидания полного электронного содержания ионосферы; выход блока вычисления среднеквадратического отклонения полного электронного содержания ионосферы соединен с первым входом блока вычисления интенсивности неоднородностей ионосферы; выход блока вычисления математического ожидания полного электронного содержания ионосферы соединен со вторым входом блока вычисления интенсивности неоднородностей ионосферы, отличающееся тем, что в устройство введены пороговое устройство, вход которого соединен с выходом блока вычисления интенсивности неоднородностей ионосферы, первый выход порогового устройства соединен A device for detecting ionospheric formations with small-scale inhomogeneities includes a receiving antenna, the output of which is connected to the first input of a two-frequency receiver; the output of the dual-frequency receiver is connected to the first input of the analog-to-digital primary processing processor; the output of the reference generator and frequency synthesizer is connected to the second input of the dual-frequency receiver, the second input of the analog-to-digital processor for primary processing and the second input of the block for calculating the total electronic content of the ionosphere; the output of the analog-to-digital primary processing processor is connected to the input of the signal phase path calculation unit; the output of the phase signal path calculation unit is connected to the first input of the full electronic ionosphere content calculation unit; the outputs of the unit for calculating the total electronic content of the ionosphere are connected to the input of the unit for calculating the standard deviation of the total electronic content of the ionosphere and the input of the unit for calculating the mathematical expectation of the full electronic content of the ionosphere; the output of the unit for calculating the standard deviation of the total electronic content of the ionosphere is connected to the first input of the unit for calculating the intensity of inhomogeneities of the ionosphere; the output of the unit for calculating the mathematical expectation of the full electronic content of the ionosphere is connected to the second input of the unit for calculating the intensity of inhomogeneities of the ionosphere, characterized in that a threshold device is introduced into the device, the input of which is connected to the output of the unit for calculating the intensity of inhomogeneities of the ionosphere, the first output of the threshold device is connected

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области геофизики и может быть использована в системах мониторинга ионосферы для обнаружения естественных и техногенных воздействий.The proposed utility model relates to the field of geophysics and can be used in ionosphere monitoring systems to detect natural and man-made impacts.

Известно [1], что воздействие на ионосферу ряда факторов естественного и техногенного происхождения (солнечная и геомагнитная активность, землетрясения, цунами, грозы, взрывы, запуски ракет и т.д.) приводят к изменению электронной концентрации в локальных областях и появлению ионосферных образований с неоднородностями различных масштабов (от единиц метров до сотен километров). Наиболее негативное влияние на изменение условий распространения радиоволн в трансионосферных радиоканалах систем спутниковой связи (ССС) и радионавигации (ССРН) оказывают мелкомасштабные неоднородности электронной концентрации с размерами 0,1…1 км, вызывающие замирания и искажения принимаемых сигналов, срыв слежения за их параметрами [1, 2].It is known [1] that the impact on the ionosphere of a number of factors of natural and technogenic origin (solar and geomagnetic activity, earthquakes, tsunamis, thunderstorms, explosions, rocket launches, etc.) lead to a change in the electron concentration in local areas and the appearance of ionospheric formations with heterogeneities of various scales (from units of meters to hundreds of kilometers). The most negative impact on the change in the propagation conditions of radio waves in transionospheric radio channels of satellite communication systems (CCC) and radio navigation (SSRN) is exerted by small-scale inhomogeneities of electron concentration with sizes of 0.1 ... 1 km, causing fading and distortion of received signals, disruption of tracking their parameters [1 , 2].

Известно [1, 2], что в условиях невозмущенной ионосферы интенсивность мелкомасштабных неоднородностей составляет β=10-3…10-2 (т.е. 0,1…1%), а при возмущениях ионосферы под действием естественных и техногенных факторов может возрастать до β=1…5% и более. В этих условиях достоверность связи и точность позиционирования в ССС и ССРН могут снижаться на несколько порядков [2].It is known [1, 2] that under the conditions of an unperturbed ionosphere, the intensity of small-scale inhomogeneities is β = 10 -3 ... 10 -2 (ie 0.1 ... 1%), and under ionospheric disturbances it can increase under the influence of natural and technogenic factors to β = 1 ... 5% or more. Under these conditions, the reliability of communication and the accuracy of positioning in the CCC and SSRN can be reduced by several orders of magnitude [2].

Отсюда следует, что по факту превышения интенсивности мелкомасштабных неоднородностей над некоторым пороговым значением (например, βпор=1%, соответствующим верхней границе интенсивности неоднородностей нормальной ионосферы) можно судить об обнаружении ионосферных образований, которые вызывают значительное снижение показателей качества функционирования трансионосферных радиоканалов ССС и ССРН.This implies that by the fact that the intensity of small-scale inhomogeneities exceeds a certain threshold value (for example, β pore = 1%, corresponding to the upper boundary of the intensity of inhomogeneities of the normal ionosphere), it is possible to judge the detection of ionospheric formations that cause a significant decrease in the quality of functioning of CCC and SSRN transionospheric radio channels .

Целью является разработка устройства, позволяющего обнаруживать появление под действием различных возмущающих факторов ионосферных образований, где интенсивность мелкомасштабных неоднородностей (β) превышает пороговое значение (βпор).The goal is to develop a device that can detect the appearance of ionospheric formations under the influence of various disturbing factors, where the intensity of small-scale inhomogeneities (β) exceeds the threshold value (β pore ).

Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемой полезной модели, сводится к прогнозированию снижения показателей качества ССС и ССРН путем измерения интенсивности мелкомасштабных неоднородностей ионосферы и сравнения ее с порогом.The technical result that can be obtained using the proposed utility model is reduced to predicting a decrease in the quality indicators of CVS and SSRN by measuring the intensity of small-scale inhomogeneities of the ionosphere and comparing it with a threshold.

Аналогом предлагаемого устройства является устройство определения полного электронного содержания в двухчастотном режиме работы [3], позволяющее производить измерения полного электронного содержания ионосферы с учетом влияния мелкомасштабных неоднородностей, структурная схема которого приведена на Фиг. 1. Данное устройство содержит: приемную антенну (1), двухчастотный приемник (2), опорный генератор и синтезатор частот (3), аналого-цифровой процессор первичной обработки (4), блок вычисления фазового пути сигнала (5), блок вычисления полного электронного содержания ионосферы (6), устройство вывода информации (7).An analogue of the proposed device is a device for determining the total electronic content in a two-frequency mode of operation [3], which allows measurements of the total electronic content of the ionosphere taking into account the influence of small-scale inhomogeneities, the structural diagram of which is shown in FIG. 1. This device contains: a receiving antenna (1), a dual-frequency receiver (2), a reference generator and a frequency synthesizer (3), an analog-to-digital preprocessing processor (4), a signal phase path calculation unit (5), a full electronic calculation unit ionosphere content (6), information output device (7).

Недостатками данного устройства является невозможность определения интенсивности неоднородностей ионосферы и невозможность обнаружения ионосферных образований с мелкомасштабными неоднородностями.The disadvantages of this device are the inability to determine the intensity of the heterogeneities of the ionosphere and the inability to detect ionospheric formations with small-scale inhomogeneities.

Известно устройство двухчастотного измерения интенсивности неоднородностей ионосферы [4], в состав которого входят: приемная антенна (1), двухчастотный приемник (2), опорный генератор и синтезатор частот (3), аналого-цифровой процессор первичной обработки (4), блок вычисления фазового пути сигнала (5), блок вычисления полного электронного содержания ионосферы (6), устройство вывода информации (7), блок вычисления средне-квадратического отклонения полного электронного содержания ионосферы (8), блок вычисления математического ожидания полного электронного содержания ионосферы (среднего значения полного электронного содержания) (9) и блок вычисления интенсивности неоднородностей ионосферы (10) (Фиг. 2).A device is known for a two-frequency measurement of the intensity of heterogeneities of the ionosphere [4], which includes: a receiving antenna (1), a two-frequency receiver (2), a reference generator and frequency synthesizer (3), an analog-to-digital primary processing processor (4), a phase calculation unit signal paths (5), a unit for calculating the total electronic content of the ionosphere (6), an information output device (7), a unit for calculating the mean square deviation of the total electronic content of the ionosphere (8), a unit for calculating the mathematical expectation of the full electronic ktronnogo ionosphere content (mean value of the total electron content) (9) and the intensity calculation unit ionospheric inhomogeneities (10) (FIG. 2).

Недостаток данного устройства в том, что оно не позволяет провести сравнение полученных результатов вычисления интенсивности неоднородностей ионосферы β с пороговым значением βпор с целью обнаружения ионосферных образований с мелкомасштабными неоднородностями. Данное устройство наиболее близко по сущности к предлагаемой полезной модели и является прототипом заявленной модели.The disadvantage of this device is that it does not allow a comparison of the results of calculating the intensity of inhomogeneities of the ionosphere β with a threshold value of β pores in order to detect ionospheric formations with small-scale inhomogeneities. This device is the closest in essence to the proposed utility model and is a prototype of the claimed model.

Известное [4] устройство двухчастотного измерения интенсивности неоднородностей ионосферы (Фиг. 2) работает следующим образом. Приемная антенна (1) принимает электромагнитные колебания, излучаемые навигационными спутниками. С выхода приемной антенны (1) напряжение uвх(t) поступает на вход двухчастотного приемника (2), предназначенного для усиления и селекции принятых сигналов. С выхода двухчастотного приемника (2) на вход аналого-цифрового процессора первичной обработки (4) подается вектор оценки цифровых сигналов y(tj), состоящий из сигналов j=1…n видимых навигационных спутников. Опорный генератор и синтезатор частот (3) формирует сигналы с необходимыми номиналами рабочих частот f1 и f2, которые подаются на входы двухчастотного приемника (2), аналого-цифрового процессора первичной обработки (4) и блока вычисления полного электронного содержания ионосферы I (6). В аналого-цифровом процессоре первичной обработки (4) реализованы схемы поиска и слежения за параметрами сигнала и формируются оценки фазового времени распространения сигнала τф1,2(tk) с шагом Tk=tk-tk-1=0,02 с (позволяющим учесть влияние мелкомасштабных неоднородностей). С выхода аналого-цифрового процессора (4) оценки фазового времени распространения τф1,2(tk) поступают на вход блока вычисления фазового пути Дф1,2(tk) сигнала (5), реализующего алгоритм Дф1,2(tk)=cτф1,2(tk), где c - скорость света. С выхода блока вычисления фазового пути сигнала (5) значения Дф1,2(tk) поступают на вход блока вычисления полного электронного содержания ионосферы I (6). При наличии мелкомасштабных неоднородностей в ионосфере ее полное электронное содержание на малых интервалах наблюдения (порядка 1 секунды) будет иметь регулярную (

Figure 00000002
) и флуктуационную (ΔI) составляющие:
Figure 00000003
. Далее с выхода блока вычисления полного электронного содержания ионосферы (6) оценки полного электронного содержания
Figure 00000004
поступают на вход блока вычисления среднеквадратического отклонения полного электронного содержания ионосферы σΔI (8), где согласно формулы
Figure 00000005
происходят операции центрирования, возведения в квадрат, усреднения и извлечения квадратного корня, и на вход блока вычисления математического ожидания (или среднего значения, регулярной составляющей) полного электронного содержания ионосферы
Figure 00000002
(9). С выхода блока вычисления среднеквадратического отклонения полного электронного содержания ионосферы σΔI (8) и выхода блока вычисления математического ожидания полного электронного содержания ионосферы
Figure 00000006
(9) значения среднеквадратического отклонения полного электронного содержания ионосферы σΔI и значения математического ожидания полного электронного содержания ионосферы
Figure 00000007
поступают на первый и второй входы блока вычисления интенсивности неоднородностей ионосферы β (10). В блоке вычисления интенсивности неоднородностей ионосферы β (10) определяется значение интенсивности неоднородностей ионосферы согласно выражению
Figure 00000008
, где
Figure 00000009
. С выхода блока вычисления интенсивности неоднородностей рассчитанное значение интенсивности неоднородностей ионосферы β отображается в устройстве вывода информации (7).The well-known [4] device for dual-frequency measurement of the intensity of ionospheric inhomogeneities (Fig. 2) works as follows. The receiving antenna (1) receives electromagnetic waves emitted by navigation satellites. From the output of the receiving antenna (1), the voltage u I (t) is supplied to the input of the dual-frequency receiver (2), designed to amplify and select the received signals. From the output of the dual-frequency receiver (2) to the input of the analog-to-digital primary processing processor (4), a vector for evaluating digital signals y (t j ) is presented, consisting of signals j = 1 ... n of visible navigation satellites. The reference generator and frequency synthesizer (3) generates signals with the required operating frequency values f 1 and f 2 , which are fed to the inputs of the dual-frequency receiver (2), the analog-to-digital primary processing processor (4), and the unit for calculating the total electronic content of the ionosphere I (6 ) In the analog-to-digital primary processing processor (4), search and tracking schemes for signal parameters are implemented and estimates of the phase propagation time of the signal are generated τ ф1,2 (t k ) with a step T k = t k -t k-1 = 0.02 s (allowing to take into account the influence of small-scale inhomogeneities). From the output of the analog-digital processor (4), the estimates of the propagation phase time τ ф1,2 (t k ) are received at the input of the phase path calculation block Д ф1,2 (t k ) of signal (5) that implements the algorithm Д ф1,2 (t k ) = cτ ф1,2 (t k ), where c is the speed of light. From the output of the block for calculating the phase path of the signal (5), the values of Д ф1,2 (t k ) go to the input of the block for calculating the total electronic content of the ionosphere I (6). In the presence of small-scale inhomogeneities in the ionosphere, its total electronic content at small observation intervals (of the order of 1 second) will have regular (
Figure 00000002
) and fluctuation (ΔI) components:
Figure 00000003
. Further, from the output of the block for calculating the total electronic content of the ionosphere (6), the estimates of the total electronic content
Figure 00000004
arrive at the input of the unit of calculation of the standard deviation of the total electronic content of the ionosphere σ ΔI (8), where according to the formula
Figure 00000005
operations of centering, squaring, averaging and square root extraction are performed, and the input of the mathematical expectation unit (or average value, regular component) of the full electronic content of the ionosphere
Figure 00000002
(9). From the output of the unit for calculating the standard deviation of the total electronic content of the ionosphere σ ΔI (8) and the output of the unit for calculating the mathematical expectation of the full electronic content of the ionosphere
Figure 00000006
(9) the standard deviation of the total electronic content of the ionosphere σ ΔI and the mathematical expectation of the total electronic content of the ionosphere
Figure 00000007
arrive at the first and second inputs of the unit for calculating the intensity of inhomogeneities of the ionosphere β (10). In the unit for calculating the intensity of ionospheric inhomogeneities β (10), the value of the intensity of ionospheric inhomogeneities is determined according to the expression
Figure 00000008
where
Figure 00000009
. From the output of the unit for calculating the intensity of inhomogeneities, the calculated value of the intensity of inhomogeneities of the ionosphere β is displayed in the information output device (7).

Задачу обнаружения наличия ионосферных образований с мелкомасштабными неоднородностями по результатам сравнительной оценки интенсивности неоднородностей ионосферы (β) с пороговым значением (βпор), позволит решить предложенное устройство, схема которого приведена на Фиг. 3. В данном устройстве по результатам превышения интенсивности неоднородностей ионосферы над порогом (β>βпор) происходит формирование сообщения об обнаружении ионосферного образования с мелкомасштабными неоднородностями.The task of detecting the presence of ionospheric formations with small-scale inhomogeneities according to the results of a comparative assessment of the intensity of ionospheric inhomogeneities (β) with a threshold value (β pore ) will allow us to solve the proposed device, the circuit of which is shown in FIG. 3. In this device, according to the results of the excess of the intensity of the ionospheric inhomogeneities over the threshold (β> β pore ), a message is generated about the detection of an ionospheric formation with small-scale inhomogeneities.

Для решения поставленной задачи в известное (Фиг. 2) устройство двухчастотного измерения интенсивности неоднородностей ионосферы [5] добавлены следующие блоки: блок порогового устройства (11) и блок обработки данных (12).To solve this problem, the following blocks are added to the well-known (Fig. 2) device of two-frequency ionospheric inhomogeneity intensity [5]: threshold device block (11) and data processing block (12).

Предлагаемое устройство (Фиг. 3) работает следующим образом.The proposed device (Fig. 3) works as follows.

Приемная антенна (1) принимает электромагнитные колебания, излучаемые навигационными спутниками. С выхода приемной антенны (1) напряжение uвх(t) поступает на первый вход двухчастотного приемника (2), предназначенного для усиления и селекции принятых сигналов. С выхода двухчастотного приемника (2) на первый вход аналого-цифрового процессора первичной обработки (4) подается вектор оценки цифровых сигналов y(tj), состоящий из сигналов j=1…n видимых навигационных спутников. Опорный генератор и синтезатор частот (3) формирует сигналы с необходимыми номиналами рабочих частот f1 и f2, которые подаются на вторые входы двухчастотного приемника (2), аналого-цифрового процессора первичной обработки (4) и блока вычисления полного электронного содержания ионосферы I (6). В аналого-цифровом процессоре первичной обработки (4) реализованы схемы поиска и слежения за параметрами сигнала. С выхода аналого-цифрового процессора (4) на вход блока вычисления фазового пути сигнала (5), реализующего алгоритм Дф1,2(tk)=cτф1,2(tk) с шагом Тк=tk-tk-1=0,02 с, поступают оценки фазового времени распространения τф1,2(tk). С выхода блока вычисления фазового пути сигнала (5) значения Дф1,2(tk) поступают на первый вход блока вычисления полного электронного содержания ионосферы

Figure 00000010
(6). Далее с выхода блока вычисления полного электронного содержания ионосферы I (6) оценки полного электронного содержания
Figure 00000011
поступают на вход блока вычисления среднеквадратического отклонения полного электронного содержания ионосферы σΔI (8), где, согласно формуле
Figure 00000012
, происходят операции центрирования, возведения в квадрат, усреднения и извлечения квадратного корня, и на вход блока вычисления математического ожидания полного электронного содержания ионосферы
Figure 00000013
(9). С выхода блока вычисления среднеквадратического отклонения полного электронного содержания ионосферы σΔI (8) и выхода блока вычисления математического ожидания полного электронного содержания ионосферы
Figure 00000014
(9) значения среднеквадратического отклонения полного электронного содержания ионосферы σΔI и значения математического ожидания полного электронного содержания ионосферы
Figure 00000015
поступают, соответственно, на первый и второй входы блока вычисления интенсивности неоднородностей ионосферы β (10). В блоке вычисления интенсивности неоднородностей ионосферы β (10) определяется значение интенсивности неоднородностей ионосферы согласно выражению
Figure 00000016
, где
Figure 00000017
. С выхода блока вычисления интенсивности неоднородностей (10) рассчитанное значение интенсивности неоднородностей ионосферы β поступает на вход блока порогового устройства (11), в котором производится его сравнение с величиной, характерной для нормальной ионосферы: βпор=0,01 (т.е. 1%). В случае не превышения порового значения (т.е. β≤βпор=0,01) вычисленное значение β с первого выхода блока порогового устройства (11) поступает на первый вход устройство вывода информации (7).The receiving antenna (1) receives electromagnetic waves emitted by navigation satellites. From the output of the receiving antenna (1), the voltage u in (t) is supplied to the first input of the two-frequency receiver (2), intended to amplify and select the received signals. From the output of the dual-frequency receiver (2) to the first input of the analog-to-digital primary processing processor (4), a vector for evaluating digital signals y (t j ) is presented, consisting of signals j = 1 ... n of visible navigation satellites. The reference generator and frequency synthesizer (3) generates signals with the required operating frequencies f 1 and f 2 , which are fed to the second inputs of the dual-frequency receiver (2), the analog-to-digital primary processing processor (4), and the unit for calculating the total electronic content of the ionosphere I ( 6). An analog-to-digital primary processing processor (4) implements search and tracking schemes for signal parameters. From the output of the analog-to-digital processor (4) to the input of the phase signal path calculation block of the signal (5) that implements the algorithm Д ф1,2 (t k ) = cτ ф1,2 (t k ) with a step Т к = t k -t k- 1 = 0.02 s, estimates of the phase propagation time τ ф1,2 (t k ) are received . From the output of the block for calculating the phase path of the signal (5), the values of D f1,2 (t k ) go to the first input of the block for calculating the total electronic content of the ionosphere
Figure 00000010
(6). Then, from the output of the block for calculating the total electronic content of the ionosphere I (6), the estimates of the total electronic content
Figure 00000011
arrive at the input of the unit of calculation of the standard deviation of the total electronic content of the ionosphere σ ΔI (8), where, according to the formula
Figure 00000012
, operations of centering, squaring, averaging and square root extraction, and to the input of the mathematical expectation block of the full electronic content of the ionosphere
Figure 00000013
(9). From the output of the unit for calculating the standard deviation of the total electronic content of the ionosphere σ ΔI (8) and the output of the unit for calculating the mathematical expectation of the full electronic content of the ionosphere
Figure 00000014
(9) the standard deviation of the total electronic content of the ionosphere σ ΔI and the mathematical expectation of the total electronic content of the ionosphere
Figure 00000015
arrive, respectively, at the first and second inputs of the unit for calculating the intensity of inhomogeneities of the ionosphere β (10). In the unit for calculating the intensity of ionospheric inhomogeneities β (10), the value of the intensity of ionospheric inhomogeneities is determined according to the expression
Figure 00000016
where
Figure 00000017
. From the output of the unit for calculating the intensity of inhomogeneities (10), the calculated value of the intensity of inhomogeneities of the ionosphere β is supplied to the input of the block of the threshold device (11), in which it is compared with the value characteristic of the normal ionosphere: β pore = 0.01 (i.e., 1 %). If the pore value is not exceeded (i.e., β≤β pore = 0.01), the calculated value β from the first output of the threshold device block (11) is supplied to the first input of the information output device (7).

Если значение величины интенсивности неоднородностей превышает пороговый уровень (т.е. β>βпор=0,01), то данная величина β со второго выхода блока порогового устройства (11) поступает на вход блока обработки данных (12). В блоке обработки данных (12) производится формирование сообщения об обнаружении ионосферного образования, с мелкомасштабными неоднородностями. Данная информация с выхода блока обработки данных (12) поступает на второй вход устройства вывода информации (7).If the value of the intensity of the inhomogeneities exceeds the threshold level (i.e., β> β pore = 0.01), then this value β from the second output of the block of the threshold device (11) is input to the data processing unit (12). In the data processing unit (12), a message is generated about the detection of an ionospheric formation with small-scale inhomogeneities. This information from the output of the data processing unit (12) is fed to the second input of the information output device (7).

Таким образом, в разработанном устройстве (Фиг. 3) на основе сравнения измеренных значений интенсивности неоднородностей ионосферы β с пороговым βпор=0,01 делается вывод об обнаружении ионосферного образования с мелкомасштабными неоднородностями.Thus, in the developed device (Fig. 3), based on a comparison of the measured values of the intensity of the inhomogeneities of the ionosphere β with a threshold β pore = 0.01, it is concluded that ionospheric formation with small-scale inhomogeneities is detected.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На Фиг. 1 представлена функциональная схема устройство определения полного электронного содержания при двухчастотном режиме работы систем спутниковой радионавигации; на Фиг. 2 представлена функциональная схема известного устройства двухчастотного измерения интенсивности неоднородностей ионосферы, на Фиг. 3 представлена функциональная схема предлагаемого устройства обнаружения ионосферных образований с мелкомасштабными неоднородностями.In FIG. 1 is a functional diagram of a device for determining the total electronic content in a dual-frequency mode of operation of satellite radio navigation systems; in FIG. 2 is a functional diagram of a known dual-frequency device for measuring the intensity of ionospheric inhomogeneities; FIG. 3 presents a functional diagram of the proposed device for detecting ionospheric formations with small-scale inhomogeneities.

Список использованных источниковList of sources used

1. Перевалова Н.П. Оценка характеристик наземной сети приемников GPS/ГЛОНАСС, предназначенной для мониторинга ионосферных возмущений естественного и техногенного происхождения // Солнечно-земная физика, 2011, вып. 19, с. 124-133.1. Perevalova N.P. Evaluation of the characteristics of the ground-based network of GPS / GLONASS receivers intended for monitoring ionospheric disturbances of natural and technogenic origin // Solar-terrestrial physics, 2011, no. 19, p. 124-133.

2. Пашинцев В.П., Солчатов М.Э., Гахов Р.П. Влияние ионосферы на характеристики космических систем передачи информации: Монография. - Москва: Физматлит, 2006. - 184 с.,2. Pashintsev V.P., Solchatov M.E., Gakhov R.P. The influence of the ionosphere on the characteristics of space-based information transfer systems: Monograph. - Moscow: Fizmatlit, 2006. - 184 p.,

3. Устройство измерения полного электронного содержания ионосферы при двухчастотном режиме работы систем спутниковой радионавигации. Патент на полезную модель №81340 от 10.03.2009 г.3. A device for measuring the total electronic content of the ionosphere in the dual-frequency mode of operation of satellite radio navigation systems. Utility Model Patent No. 81340 of March 10, 2009

4. Устройство двухчастотного измерения интенсивности неоднородностей ионосферы. Патент на полезную модель №108150 от 10.09.2011 г.4. A two-frequency device for measuring the intensity of ionospheric inhomogeneities. Utility Model Patent No. 108150 of 09/10/2011

Claims (1)

Устройство обнаружения ионосферных образований с мелкомасштабными неоднородностями включает в себя приемную антенну, выход которой соединен с первым входом двухчастотного приемника; выход двухчастотного приемника соединен с первым входом аналого-цифрового процессора первичной обработки; выход опорного генератора и синтезатора частот соединен со вторым входом двухчастотного приемника, вторым входом аналого-цифрового процессора первичной обработки и вторым входом блока вычисления полного электронного содержания ионосферы; выход аналого-цифрового процессора первичной обработки соединен с входом блока вычисления фазового пути сигнала; выход блока вычисления фазового пути сигнала соединен с первым входом блока вычисления полного электронного содержания ионосферы; выходы блока вычисления полного электронного содержания ионосферы соединены с входом блока вычисления среднеквадратического отклонения полного электронного содержания ионосферы и входом блока вычисления математического ожидания полного электронного содержания ионосферы; выход блока вычисления среднеквадратического отклонения полного электронного содержания ионосферы соединен с первым входом блока вычисления интенсивности неоднородностей ионосферы; выход блока вычисления математического ожидания полного электронного содержания ионосферы соединен со вторым входом блока вычисления интенсивности неоднородностей ионосферы, отличающееся тем, что в устройство введены пороговое устройство, вход которого соединен с выходом блока вычисления интенсивности неоднородностей ионосферы, первый выход порогового устройства соединен с первым входом устройства вывода информации, а второй выход порогового устройства соединен с входом блока обработки данных, выход которого соединен со вторым входом устройства вывода информации.
Figure 00000001
A device for detecting ionospheric formations with small-scale inhomogeneities includes a receiving antenna, the output of which is connected to the first input of a two-frequency receiver; the output of the dual-frequency receiver is connected to the first input of the analog-to-digital primary processing processor; the output of the reference generator and frequency synthesizer is connected to the second input of the dual-frequency receiver, the second input of the analog-to-digital processor for primary processing and the second input of the block for calculating the total electronic content of the ionosphere; the output of the analog-to-digital primary processing processor is connected to the input of the signal phase path calculation unit; the output of the phase signal path calculation unit is connected to the first input of the full electronic ionosphere content calculation unit; the outputs of the unit for calculating the total electronic content of the ionosphere are connected to the input of the unit for calculating the standard deviation of the total electronic content of the ionosphere and the input of the unit for calculating the mathematical expectation of the full electronic content of the ionosphere; the output of the unit for calculating the standard deviation of the total electronic content of the ionosphere is connected to the first input of the unit for calculating the intensity of inhomogeneities of the ionosphere; the output of the mathematical expectation unit for the full electronic content of the ionosphere is connected to the second input of the ionosphere heterogeneity intensity calculation unit, characterized in that a threshold device is introduced into the device, the input of which is connected to the output of the ionosphere heterogeneity intensity calculation unit, the first output of the threshold device is connected to the first input of the output device information, and the second output of the threshold device is connected to the input of the data processing unit, the output of which is connected to the second Odom output devices.
Figure 00000001
RU2015108183/28U 2015-03-10 2015-03-10 DEVICE FOR DETECTING IONOSPHERIC FORMATIONS WITH SMALL-SCAL INHOMOGENEITIES RU154138U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015108183/28U RU154138U1 (en) 2015-03-10 2015-03-10 DEVICE FOR DETECTING IONOSPHERIC FORMATIONS WITH SMALL-SCAL INHOMOGENEITIES

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015108183/28U RU154138U1 (en) 2015-03-10 2015-03-10 DEVICE FOR DETECTING IONOSPHERIC FORMATIONS WITH SMALL-SCAL INHOMOGENEITIES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU154138U1 true RU154138U1 (en) 2015-08-20

Family

ID=53880139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015108183/28U RU154138U1 (en) 2015-03-10 2015-03-10 DEVICE FOR DETECTING IONOSPHERIC FORMATIONS WITH SMALL-SCAL INHOMOGENEITIES

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU154138U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2626404C1 (en) * 2016-07-12 2017-07-27 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" Determination method of the nonuniform ionosphere electron density high level profile

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2626404C1 (en) * 2016-07-12 2017-07-27 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" Determination method of the nonuniform ionosphere electron density high level profile

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2501039C2 (en) Device and method for real-time monitoring of integrity of satellite navigation system
Jung et al. Long-term ionospheric anomaly monitoring for ground based augmentation systems
RU2672676C2 (en) Navigation and integrity monitoring
US11409002B2 (en) Method for operating a plurality of GNSS receivers for detecting satellite signal deformation
CN110023789B (en) Abnormality detection device, communication device, abnormality detection method, program, and storage medium
US10371820B2 (en) Positioning device
RU108150U1 (en) DEVICE FOR TWO-FREQUENCY MEASUREMENT OF THE INTENSITY OF IONOSPHERIC HETEROGENEITY
CN105158778B (en) Multisystem combined implementation carrier phase difference fault satellites elimination method and its system
Strangeways et al. On determining spectral parameters, tracking jitter, and GPS positioning improvement by scintillation mitigation
RU2421753C1 (en) Method of determining ionosphere characteristics and device for realising said method
RU2676235C1 (en) Method of short-term forecasting of earthquakes under data of vertical sounding of ionosphere with ionosonde
RU93995U1 (en) HARDWARE-SOFTWARE COMPLEX OF IONOSPHERIC MONITORING
Caamano et al. Network‐based ionospheric gradient monitoring to support GBAS
RU154138U1 (en) DEVICE FOR DETECTING IONOSPHERIC FORMATIONS WITH SMALL-SCAL INHOMOGENEITIES
Gobron et al. Assessment of tide gauge biases and precision by the combination of multiple collocated time series
Yoon et al. Extreme ionospheric spatial decorrelation observed during the March 1, 2014, equatorial plasma bubble event
ZHANG et al. Short-term temporal variability of GPS receiver's differential code biases (DCB): retrieving and modeling
CN105353385B (en) ARAIM nominal offsets evaluation method and device based on the frequency of the Big Dipper three
Gumilar et al. Variability and performance of short to long-range single baseline RTK GNSS positioning in Indonesia
RU110841U1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE INTENSITY OF IONOSPHERIC HETEROGENEITY
RU2626404C1 (en) Determination method of the nonuniform ionosphere electron density high level profile
RU2256199C2 (en) Method for predicting earthquake parameters
RU169567U1 (en) Device for measuring the altitude distribution of the electron concentration of an inhomogeneous ionosphere
RU2385469C1 (en) Method of landing aircraft using satellite navigation system
RU177277U1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE GENERAL Fading DEPTH COEFFICIENT IN THE TRANSIONOSPHERIC COMMUNICATION CHANNEL AT TWO-FREQUENCY OPERATION MODE OF SATELLITE RADIO NAVIGATION SYSTEMS

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20170311