RU2256199C2 - Method for predicting earthquake parameters - Google Patents

Method for predicting earthquake parameters Download PDF

Info

Publication number
RU2256199C2
RU2256199C2 RU2003113796/28A RU2003113796A RU2256199C2 RU 2256199 C2 RU2256199 C2 RU 2256199C2 RU 2003113796/28 A RU2003113796/28 A RU 2003113796/28A RU 2003113796 A RU2003113796 A RU 2003113796A RU 2256199 C2 RU2256199 C2 RU 2256199C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
turbulence
coordinates
spacecraft
ionosphere
impact
Prior art date
Application number
RU2003113796/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003113796A (en
Inventor
В.Ф. Давыдов (RU)
В.Ф. Давыдов
А.Н. Никитин (RU)
А.Н. Никитин
В.Н. Ораевский (RU)
В.Н. Ораевский
Original Assignee
Московский государственный университет леса
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 Московский государственный университет леса filed Critical Московский государственный университет леса
Priority to RU2003113796/28A priority Critical patent/RU2256199C2/en
Publication of RU2003113796A publication Critical patent/RU2003113796A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2256199C2 publication Critical patent/RU2256199C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: space monitoring of natural environments.
SUBSTANCE: probes, set at group of spacecrafts change of critical frequency is registered on basis of two coordinates: flight route and height. Resulting turbulence D of density of electronic concentration is calculated as sum of turbulences dispersion on basis of coordinates. Change s of D are tracked as series of measurements at consecutive coils and time of impact and magnitude are calculated. Coordinates of projection of hypothetic center of impact on ionosphere are determined as point of intersection of radius-vectors, guiding cosines of which are calculated via their projections on ascending and descending coils of orbits.
EFFECT: broader functional capabilities, higher efficiency.
5 dwg

Description

Изобретение относится к радиофизике и может быть использовано при космическом мониторинге природных сред в национальных системах сейсмического контроля.The invention relates to radiophysics and can be used in space monitoring of natural environments in national seismic monitoring systems.

Установлено, что одним из наиболее достоверных и высокочувствительных признаков-предвестников подготовки разрушительных, с магнитудой М>5,5 баллов, землетрясений являются сейсмоионосферные аномалии. Они проявляются в изменении плотности электронной концентрации ne [I/м3] слоев ионосферы на десятки процентов, захватывают области вблизи эпицентральной части грядущего землетрясения порядка 15° по широте и 20... 30° по долготе.It is established that one of the most reliable and highly sensitive signs of the preparation of destructive earthquakes with magnitudes M> 5.5, are seismo-ionospheric anomalies. They are manifested in a change in the density of the electron concentration n e [I / m 3 ] of the ionosphere layers by tens of percent, they capture regions near the epicentral part of the coming earthquake of the order of 15 ° in latitude and 20 ... 30 ° in longitude.

Для обнаружения областей ионосферных аномалий используют метод многочастотного просвечивания ионосферы путем определения критических частот ионосферных слоев и получения так называемых ионограмм (см., например, "Космонавтика", энциклопедия под редакцией В.П.Глушко, "Советская энциклопедия", М., 1985 г., стр.141, рис.1, ионозонд, ионограмма - аналог, а также "Краткосрочный прогноз катастрофических землетрясений с помощью радиофизических наземно-космических методов", сборник. Доклады конференции ОИФЗ им. О.Ю.Шмидта, РАН, М., 1997 г., стр.111-112, Метод многочастотного радиопросвечивания ионосферы - аналог). В способе-аналоге зондируют ионосферу радиоимпульсами декаметрового диапазона с дискретно-изменяющейся несущей частотой, излучаемыми передатчиком, установленным на борту космического аппарата с высотой орбиты порядка 1000 км, осуществляют синхронную перестройку гетеродина приемника по закону изменения несущей частоты зондирующих импульсов, отслеживают изменение критической частоты слоя F2 (действующей высоты слоя F2 по трассе орбиты космического аппарата КА) в пространстве и времени. Способ позволяет достоверно выявить области ионосферных аномалий, но не дает ответа на вопрос об эпицентре, магнитуде и времени предстоящего удара. Скрытую информацию о характеристиках предстоящего удара содержат регистрограммы получаемых при зондировании функций сигнала, отраженного от слоев ионосферы.To detect areas of ionospheric anomalies, the multi-frequency transmission method of the ionosphere is used by determining the critical frequencies of the ionospheric layers and obtaining so-called ionograms (see, for example, Cosmonautics, encyclopedia edited by V.P. Glushko, “Soviet Encyclopedia”, M., 1985 ., p. 141, Fig. 1, ionosonde, ionogram - an analogue, as well as "Short-term forecast of catastrophic earthquakes using radiophysical ground-space methods", collection. Reports of the conference of O.P. Schmidt OIFZ, RAS, M., 1997, pp. 111-112, Method mult ochastotnogo radio sounding of the ionosphere - analog). In the analogue method, the ionosphere is probed with decameter-range radio pulses with a discretely varying carrier frequency emitted by a transmitter mounted on board a spacecraft with an orbit height of the order of 1000 km, synchronous tuning of the receiver local oscillator according to the law of the carrier frequency of the probe pulses is carried out, and the critical frequency of the F2 layer is monitored (the actual height of the F2 layer along the orbit of the spacecraft) in space and time. The method allows to reliably identify areas of ionospheric anomalies, but does not answer the question about the epicenter, magnitude and time of the impending impact. Hidden information about the characteristics of the impending impact contains the registers obtained by sensing the functions of the signal reflected from the layers of the ionosphere.

Ближайшим аналогом по технической сущности к заявляемому является "Способ предсказания землетрясений" (патент РФ №2120647, кл. G01V, 3/12, 9/00, 1998 г.). Способ ближайшего аналога включает сканирование ионосферы лучом диаграммы направленности антенны СВЧ-генератора в режиме автомодуляции генерируемых колебаний отраженным сигналом на длине волны, больше Дебаевского радиуса экранирования в плазме, выделение модулирующей функции путем частотного детектирования сигнала и ее дискретизации по амплитуде и времени, формирование матрицы цифровых отсчетов модулирующей функции от пространственных координат М(х,у) для каждого цикла сканирования, вычисление энергетического спектра и автокорреляционной функции сигнала предвестника, отслеживание их изменения от кадра к кадру, прогноз магнитуды и времени ожидаемого землетрясения по времени существования и параметрам сигнала предвестника.The closest analogue in technical essence to the claimed one is the "Method for predicting earthquakes" (RF patent No. 2120647, CL G01V, 3/12, 9/00, 1998). The closest analogue method involves scanning the ionosphere with a beam of the antenna pattern of the microwave generator in the mode of self-modulation of the generated oscillations by the reflected signal at a wavelength greater than the Debye radius of the screening in the plasma, isolating the modulating function by frequency detection of the signal and its sampling by amplitude and time, forming a matrix of digital samples modulating function of spatial coordinates M (x, y) for each scan cycle, calculation of the energy spectrum and autocorr translational functions precursor signal, monitor their changes from frame to frame, the magnitude of the forecast and the expected time of the earthquake at the time of the existence and parameters of precursor signal.

Недостатками ближайшего аналога являются:The disadvantages of the closest analogue are:

- трудность реализации, связанная с необходимостью зондирования с поверхности Земли ионосферной аномалии, координаты которой до землетрясения неизвестны, создание же сплошной сети сканирующих устройств по всей территории Земли экономически не выгодно;- the difficulty of implementation associated with the need to probe an ionospheric anomaly from the Earth’s surface, the coordinates of which are unknown before the earthquake, but creating a continuous network of scanning devices throughout the Earth is not economically viable;

- способ не устанавливает аналитической зависимости между параметрами регистрируемого сигнала и всеми характеристиками предстоящего удара.- the method does not establish an analytical relationship between the parameters of the recorded signal and all characteristics of the impending impact.

Задача, решаемая заявляемым способом, заключается в количественной оценке характеристик прогнозируемого землетрясения: магнитуды, эпицентра, времени удара по числовым характеристикам сигнала измеряемой ионосферной аномалии.The problem solved by the claimed method is to quantify the characteristics of the predicted earthquake: magnitude, epicenter, impact time by the numerical characteristics of the signal of the measured ionospheric anomaly.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе прогнозирования параметров землетрясения, включающем зондирование ионосферы зондами, установленными на группировке космических аппаратов, получение регистрограмм изменений критической частоты слоя F2 по трассе полета космических аппаратов, прогнозирование параметров землетрясения, одновременно регистрируют изменение критической частоты по двум координатам: по трассе полета fкр (L) и по высоте fкp (Н), рассчитывают результирующую турбулентность Д плотности электронной концентрации слоя как сумму дисперсий турбулентностей по координатам:

Figure 00000002
, отслеживают изменение Д по серии измерений на последовательных витках, вычисляют время удара t и магнитуду М из соотношений:The solution to this problem is provided by the fact that in the method for predicting earthquake parameters, including probing the ionosphere with probes mounted on a constellation of spacecraft, obtaining a register of changes in the critical frequency of the F2 layer along the flight path of spacecraft, predicting earthquake parameters, simultaneously register a change in the critical frequency in two coordinates: on the flight path f cr (L) and height KP f (n), calculated the resulting turbulence D e con density entratsii layer turbulence as the sum of the variances of the coordinates:
Figure 00000002
, track the change in D over a series of measurements on successive turns, calculate the impact time t and magnitude M from the relations:

Figure 00000003
lg ty [сут]=0,54М-3,37,
Figure 00000003
log t y [day] = 0.54M-3.37,

определяют координаты проекции гипоцентра очага на ионосферу как точку пересечения радиус-векторов, направляющие косинусы которых вычисляют через их проекции на восходящих и нисходящих витках орбит из соотношений:determine the coordinates of the projection of the focus hypocenter on the ionosphere as the point of intersection of the radius vectors, the direction cosines of which are calculated through their projections on the ascending and descending orbits of the orbits from the relations:

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

где Δ t=t2-t1 - интервал времени между двумя последовательными измерениями на витках;where Δ t = t 2 -t 1 is the time interval between two consecutive measurements on the turns;

Д0 - турбулентность ионосферного слоя в момент удара;D 0 - turbulence of the ionospheric layer at the time of impact;

Д1, Д2 - турбулентность ионосферного слоя в моменты измерений t1, t2;D 1 , D 2 - turbulence of the ionospheric layer at the moments of measurements t 1 , t 2 ;

Дв, Дн - турбулентность ионосферного слоя в двух взаимно-ортогональных плоскостях измерений на восходящем и нисходящем витках орбит КА.D c , D n - turbulence of the ionospheric layer in two mutually orthogonal measurement planes on the ascending and descending orbits of the spacecraft orbits.

Изобретение поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

фиг.1 - изменение критической частоты слоя F2:figure 1 - change the critical frequency of the layer F2:

а) невозмущенном, б) сейсмически возмущенном состоянии способа-аналога;a) unperturbed, b) seismically disturbed state of the analogue method;

фиг.2 - зарегистрированные функции критической частоты слоя F2 способов-аналогов: а) при зондировании с Земли, б) при зондировании с КА (I - обыкновенная волна, 2 - необыкновенная волна);figure 2 - registered functions of the critical frequency of the F2 layer of the analog methods: a) when sensing from the Earth, b) when sensing from the spacecraft (I - ordinary wave, 2 - extraordinary wave);

фиг.3 - решение дифференциального уравнения для функции турбулентности электронной концентрации ионосферной аномалии накануне удара;figure 3 - solution of the differential equation for the turbulence function of the electron concentration of the ionospheric anomaly on the eve of the impact;

фиг.4 - определение гипоцентра проекции очага на ионосферу как точки пересечения радиус-векторов переноса энергии плазменными волнами в ортогональных плоскостях нисходящих и восходящих витков орбит КА;figure 4 - determination of the hypocenter of the projection of the focus on the ionosphere as the point of intersection of the radius vectors of energy transfer by plasma waves in the orthogonal planes of the descending and ascending turns of the spacecraft orbits;

фиг.5 - функциональная схема устройства, реализующая способ.5 is a functional diagram of a device that implements the method.

Вновь введенные операции, образующие совокупность существенных признаков, обеспечивают достижение таких качественных свойств способа, как:The newly introduced operations, forming a set of essential features, ensure the achievement of such qualitative properties of the method as:

- устойчивость идентификации сейсмоионосферной аномалии благодаря расчету фазового центра плазменных волн, отождествляемых с проекцией гипоцентра очага;- stability of identification of the seismoionospheric anomaly due to the calculation of the phase center of the plasma waves identified with the projection of the focus hypocenter;

- достоверность прогноза благодаря количественной оценке параметров грядущего землетрясения с возможностью упреждающего оповещения населения о предстоящем ударе.- reliability of the forecast due to the quantitative assessment of the parameters of the coming earthquake with the possibility of proactive warning of the population about the impending impact.

Техническая сущность способа состоит в следующем. За несколько суток до удара, в ионосфере, над эпицентральной областью очага, образуются статические неоднородности электронной концентрации в виде полюсов "min" и "max", достигающие ≈ 20% от нормального, фонового уровня (см. аналог, стр.31). Накануне удара, в литосфере происходит раскачка очага землетрясения, сопровождаемая распространением от него сверхнизких литосферных волн нарастающей амплитуды. Наклон касательных к нарастающей амплитуде раскачки очага связан с магнитудой предстоящего удара. Чем меньше наклон касательных, тем больше время существования признака-предвестника, тем больше ожидаемая магнитуда землетрясения (см. патент РФ №2170446, кл. G01V, 9/00, 2001 г. "Способ предсказания землетрясений"). Возникающие в приповерхностном слое атмосферы акусто-литосферные волны при их распространении вверх служат "спусковым крючком", затравкой для возникновения плазменных волн электронной концентрации в слоях ионосферы.The technical essence of the method is as follows. A few days before the impact, in the ionosphere, above the epicentral region of the focus, static inhomogeneities of electron concentration are formed in the form of poles “min” and “max”, reaching ≈ 20% of the normal, background level (see analogue, p. 31). On the eve of the impact, an earthquake outbreak in the lithosphere occurs, accompanied by the propagation of ultra-low lithospheric waves of increasing amplitude from it. The slope of the tangents to the increasing amplitude of the buildup of the source is related to the magnitude of the impending impact. The smaller the slope of the tangents, the longer the existence of the precursor sign, the greater the expected magnitude of the earthquake (see RF patent No. 2170446, CL G01V, 9/00, 2001 "Method for predicting earthquakes"). Acousto-lithospheric waves arising in the surface layer of the atmosphere during their propagation upward serve as a “trigger”, a seed for the appearance of plasma waves of electron concentration in the layers of the ionosphere.

Нарастающая амплитуда волн раскачки очага приводит к возрастанию турбулентности электронной концентрации слоев ионосферы. Установлено, что непосредственно вблизи эпицентра готовящегося землетрясения за несколько часов до удара, изменения критической частоты слоя F2 могут достигать 40... 50% (см. аналог, стр.91-92, 157). Критическая частота слоя

Figure 00000006
определяется плотностью электронной концентрации nе [I/м3]. Хотя связь сейсмоионосферных аномалий с характеристиками ожидаемого землетрясения носит нелинейный характер, тем не менее с различной степенью достоверности можно утверждать о корреляционной зависимости параметров аномалии: пространственной протяженности, турбулентности, направления распространения плазменных волн с характеристиками ожидаемого удара: местом, временем, магнитудой.The growing amplitude of the wave buildup of the source leads to an increase in the turbulence of the electron concentration of the layers of the ionosphere. It was established that immediately near the epicenter of the impending earthquake several hours before the impact, changes in the critical frequency of the F2 layer can reach 40 ... 50% (see analogue, pp. 91-92, 157). Critical layer frequency
Figure 00000006
determined by the density of the electron concentration n e [I / m 3 ]. Although the relationship of seismic-ionospheric anomalies with the characteristics of the expected earthquake is non-linear, nevertheless, with a varying degree of reliability, one can argue for a correlation between the parameters of the anomaly: spatial extent, turbulence, the direction of propagation of plasma waves with the characteristics of the expected impact: location, time, magnitude.

На фиг.1 иллюстрируется изменение критической частоты слоя F2 сейсмоионосферной аномалии накануне удара (в виде плазменных волн), имевших место в способе-аналоге (см. аналог, стр.91-92).Figure 1 illustrates the change in the critical frequency of the F2 layer of the seismic-ionospheric anomaly on the eve of the impact (in the form of plasma waves) that took place in the analogue method (see analogue, pages 91-92).

На фиг.2 воспроизведены реализации измерений критической частоты слоев ионосферы fкр(н):Figure 2 reproduces the implementation of measurements of the critical frequency of the layers of the ionosphere f cr (n) :

a) при зондировании с Земли ионосферной станцией, б) при зондировании посредством ионозонда, установленного на космическом аппарате (см. аналог, стр.141). По совокупности реализаций регистрограмм fкр(L ) и fкр(Н), получаемых при зондировании ионосферы посредством ионозонда, вычисляют дисперсию измеряемого процесса. По физическому смыслу дисперсия процесса представляет собой мощность переменной составляющей. Результирующая мощность процесса равна сумме мощностей составляющих по координатам L, Н:a) when sensing from the Earth by an ionospheric station, b) when sensing by means of an ionosonde mounted on a spacecraft (see analogue, p. 141). Based on the set of implementations of the registrograms f cr (L) and f cr (H) obtained by probing the ionosphere by means of an ionosonde, the variance of the measured process is calculated. In physical terms, the dispersion of a process is the power of a variable component. The resulting power of the process is equal to the sum of the powers of the components in the coordinates L, N:

Figure 00000007
Figure 00000007

Таким образом, количественной характеристикой турбулентности ионосферы служит дисперсия плотности электронной концентрации слоя F2. Нарастающая раскачка очага землетрясения в литосфере сопровождается возрастающей турбулентностью ионосферы. Функция изменения турбулентности ионосферы во времени накануне удара представлена графиком фиг.3. Эту функцию получают, отслеживая динамику изменения fкр обнаруженной аномалии по серии последовательных измерений на витках орбиты КА. Из математики известно (см., например, Н.С.Пискунов "Дифференциальное и интегральное исчисления", учебник для ВТУЗов, 5-е издание, М., Наука, 1964 г., стр.458), что общим решением линейного дифференциального уравнения первой степени служит экспонента. Начальными условиями для экспоненты являются постоянная времени Т и установившееся значение Д. Поскольку "вспарывание" очага в литосфере определяется динамическим напором колебательной массы, равным произведению максимальной амплитуды литосферной волны на круговую частоту (ω ), величина практически постоянная для различных землетрясений, то и турбулентность ионосферы Д0, при которой происходит удар, следует считать "const". Из свойств экспоненты следует, что t2-t1=Tln h1/h2;Thus, the dispersion of the electron density of the F2 layer serves as a quantitative characteristic of ionospheric turbulence. The growing buildup of the earthquake source in the lithosphere is accompanied by increasing ionospheric turbulence. The function of changing the ionosphere turbulence in time on the eve of the impact is represented by the graph of figure 3. This function is obtained by tracking the dynamics of changes in fcr of the detected anomaly by a series of consecutive measurements on the orbits of the spacecraft. From mathematics it is known (see, for example, N. S. Piskunov "Differential and Integral Calculus", a textbook for technical colleges, 5th edition, Moscow, Nauka, 1964, p. 458), that a general solution of a linear differential equation the first degree is the exhibitor. The initial conditions for the exponent are the time constant T and the steady-state value D. Since the “tearing up” of the focus in the lithosphere is determined by the dynamic pressure of the vibrational mass equal to the product of the maximum amplitude of the lithospheric wave and the circular frequency (ω), the value is almost constant for various earthquakes, then ionosphere turbulence D 0 , at which the strike occurs, should be considered "const". From the properties of the exponent it follows that t 2 -t 1 = Tln h 1 / h 2 ;

где h1, h2 (см. фиг.3) - значения экспоненты в серии двух последовательных во времени t1, t2 измерений. Разница в магнитуде ожидаемых ударов проявляется в разности постоянных экспоненты Т1, Т2, если М21, то Т21. Время существования признака-предвестника от момента появления плазменных волн до установившегося значения максимальной турбулентности До отождествляют со временем ожидаемого удара. С доверительной вероятностью 0,99 (из свойств экспоненты)where h 1 , h 2 (see figure 3) are the values of the exponential in a series of two consecutive in time t 1 , t 2 measurements. The difference in the magnitude of the expected impacts is manifested in the difference of the exponential constants T 1 , T 2 , if M 2 > M 1 , then T 2 > T 1 . The time of existence of the precursor sign from the moment of the appearance of plasma waves to the steady-state value of the maximum turbulence D о is identified with the time of the expected impact. With a confidence probability of 0.99 (from the properties of the exponent)

Figure 00000008
Figure 00000008

где Δ t=t2-t1 - интервал времени между двумя последовательными измерениями со значениями турбулентности ионосферы

Figure 00000009
и
Figure 00000010
. В соответствии с зависимостью Гутенберга-Рихтера время существования признака-предвестника определяет магнитуду ожидаемого удара (см. аналог, стр.10)where Δ t = t 2 -t 1 is the time interval between two consecutive measurements with ionospheric turbulence
Figure 00000009
and
Figure 00000010
. In accordance with the Gutenberg-Richter dependence, the time of existence of the precursor sign determines the magnitude of the expected impact (see analogue, p. 10)

ty (сут)=0,54 М-3,37.t y (day) = 0.54 M-3.37.

Поскольку сейсмоионосферная аномалия отличается большими размерами, тыс. км, актуальна задача определения гипотетического центра проекции очага на ионосферу. Положение гипоцентра определяют как точку пересечения двух радиус-векторов в прямоугольной системе координат. За систему координат принимают две взаимно-ортогональные плоскости (L, Н) восходящего и нисходящего витков орбит КА. За радиус-вектор принимают направление переноса энергии плазменными волнами в ионосфере относительно фазового центра возбуждения этих волн. Положение радиус-вектора определяется его проекциями на оси координат, для которых справедливо: cos2α +cos2β +cos2γ =1. Направление переноса энергии пространственной волной перпендикулярно фазовому фронту в любой точке. Проекции полного вектора переноса энергии волной в каждой из ортогональных плоскостей вычисляют как:Since the seismoionospheric anomaly is large, thousand km, the task of determining the hypothetical center of the projection of the focus on the ionosphere is urgent. The position of the hypocenter is defined as the intersection point of two radius vectors in a rectangular coordinate system. Two mutually orthogonal planes (L, H) of the ascending and descending turns of the spacecraft orbits are taken as the coordinate system. The radius vector is taken as the direction of energy transfer by plasma waves in the ionosphere relative to the phase center of excitation of these waves. The position of the radius vector is determined by its projections on the coordinate axis, for which it is true: cos 2 α + cos 2 β + cos 2 γ = 1. The direction of energy transfer by a spatial wave is perpendicular to the phase front at any point. The projections of the full wave energy transfer vector in each of the orthogonal planes are calculated as:

Figure 00000011
Figure 00000011

Figure 00000012
Figure 00000012

Длина полного вектора равна сумме квадратов из его проекций:The length of the full vector is equal to the sum of the squares from its projections:

Figure 00000013
Figure 00000013

Откуда направляющие косинусов полного вектора переноса энергии плазменными волнами соответственно составят:From where the directing of the cosines of the full energy transfer vector by the plasma waves, respectively, will be:

Figure 00000014
Figure 00000014

Figure 00000015
Figure 00000015

На фиг.4 представлена графическая иллюстрация изложенного метода определения проекции гипоцентра очага на ионосферу.Figure 4 presents a graphical illustration of the method for determining the projection of the focus hypocenter on the ionosphere.

Пример реализации способаAn example implementation of the method

Заявленный способ может быть реализован по схеме фиг.5. Функциональная схема устройства фиг.5 содержит орбитальную группировку 1 космических аппаратов 2 (типа "Вулкан") с установленными на каждом из них ионозондами 3 (типа "ИС-388"), осуществляющими зондирование ионосферы в полосе 4. Полоса зондирования 4 обеспечивается движением КА 2 по орбите. Включение ионозонда 3 над заданным районом наблюдения осуществляется по программе или по разовым командам, передаваемым из Центра управления системой 5 по радиолинии управления 6 в бортовой комплекс управления 7. Получаемые выборки измерений функций fкр (L) и fкр (H) записываются в бортовой магнитофон 8 и в сеансах видимости КА 2 с наземных пунктов приема информации 9 по автономной телеметрической радиолинии 10 передается в аналитический центр 11. Обработку полученной информации по операциям заявленного способа осуществляют на персональной ЭВМ 12 в стандартном наборе элементов: процессора-вычислителя 13, оперативного ЗУ 14, винчестера 15, дисплея 16, принтера 17, клавиатуры 18. Результаты обработки в виде идентифицированных сейсмоионосферных аномалий и расчетные параметры ожидаемого удара помещают в Базу данных 19 и выводят на сервер 20 сети "Интернет" 21.The claimed method can be implemented according to the scheme of figure 5. The functional diagram of the device of FIG. 5 contains an orbital grouping 1 of spacecraft 2 (of the “Vulcan” type) with ionosonde 3 (of the type “IS-388”) installed on each of them, performing sounding of the ionosphere in band 4. The sensing band 4 is provided by the motion of the spacecraft 2 in orbit. The inclusion of the ionosonde 3 over a given observation area is carried out according to the program or by one-time commands transmitted from the Control Center of the system 5 via radio control line 6 to the on-board control complex 7. The resulting samples of measurements of the functions f cr (L) and f cr (H) are recorded in the on-board recorder 8 and in visibility sessions of spacecraft 2 from ground-based information receiving points 9 via an autonomous telemetric radio line 10 is transmitted to the analytical center 11. Processing the information received on the operations of the claimed method is carried out on a personal electronic M 12 in a standard set of elements: processor-calculator 13, operational memory 14, hard drive 15, display 16, printer 17, keyboard 18. Processing results in the form of identified seismic-ionospheric anomalies and calculated parameters of the expected impact are placed in Database 19 and output to server 20 the Internet 21.

Эффективность способа характеризуется такими показателями, как достоверность, устойчивость, оперативность, документальность. Если записанную информацию серии измерений fкр (L) и fкр (Н) воспроизводить со скоростью распространения плазменных волн в ионосфере, то нарастающую турбулентность ионосферы можно наблюдать на экране ПЭВМ визуально. Реализация способа обеспечит глобальность обнаружения очагов и прогнозирование параметров ожидаемых ударов.The effectiveness of the method is characterized by such indicators as reliability, stability, efficiency, documentary. If the recorded information of a series of measurements f cr (L) and f cr (H) is reproduced with the propagation velocity of plasma waves in the ionosphere, then the growing turbulence of the ionosphere can be observed visually on the PC screen. The implementation of the method will provide global detection of foci and prediction of the parameters of the expected impacts.

Claims (1)

Способ прогнозирования параметров землетрясения, включающий зондирование ионосферы зондами, установленными на группировку космических аппаратов, получение регистрограмм измерений критической частоты слоя F2 по трассе полета космических аппаратов и ее отклонений во времени, прогнозирование параметров землетрясения, отличающийся тем, что одновременно регистрируют изменение критической частоты по двум координатам: по трассе полета fкр (L) и по высоте fкp (Н), рассчитывают результирующую турбулентность Д плотности электронной концентрации слоя как сумму дисперсий турбулентностей по координатам:
Figure 00000016
, отслеживают изменение Д по серии измерений на последовательных витках, вычисляют время удара ty и магнитуду М из соотношений
A method for predicting earthquake parameters, including probing the ionosphere with probes mounted on a constellation of spacecraft, obtaining a register of measurements of the critical frequency of the F2 layer along the flight path of the spacecraft and its deviations in time, predicting earthquake parameters, characterized in that the critical frequency changes in two coordinates at the same time : along the flight path f cr (L) and along the height f cr (H), the resulting turbulence D of the density of the electron concentration is calculated and layer as the sum of the dispersions of turbulence in the coordinates:
Figure 00000016
, track the change in D over a series of measurements on successive turns, calculate the impact time t y and magnitude M from the relations
Figure 00000017
Figure 00000017
lgty [сут]=0,54М-3,37,lgt y [day] = 0.54M-3.37, определяют координаты проекции гипоцентра очага на ионосферу как точку пересечения радиус-векторов, направляющие косинусы которых вычисляют через их проекции на восходящих и нисходящих витках орбит из соотношенийdetermine the coordinates of the projection of the focus hypocenter on the ionosphere as the point of intersection of the radius vectors whose direction cosines are calculated through their projections on the ascending and descending orbits of the orbits from the relations
Figure 00000018
Figure 00000018
Figure 00000019
Figure 00000019
где Δt=t2-t1 - интервал времени между двумя последовательными измерениями на витках;where Δt = t 2 -t 1 is the time interval between two consecutive measurements on the turns; Д0 - турбулентность ионосферного слоя в момент удара;D 0 - turbulence of the ionospheric layer at the time of impact; Д1, Д2 - турбулентность ионосферного слоя в моменты измерений t1, t2;D 1 , D 2 - turbulence of the ionospheric layer at the moments of measurements t 1 , t 2 ; Дв, Дн - турбулентность ионосферного слоя в двух взаимно-ортогональных плоскостях измерений на восходящем и нисходящем витках орбит космического аппарата;D c , D n - turbulence of the ionospheric layer in two mutually orthogonal measurement planes on the ascending and descending turns of the orbits of the spacecraft; σ, σнв - дисперсии турбулентностей по координатам на восходящем витке орбиты космического аппарата;σ , σ нв - dispersion of turbulence in coordinates on the ascending orbit of the spacecraft’s orbit; σ, σнн- дисперсии турбулентностей по координатам на нисходящем витке орбиты космического аппарата.σ ln , σ nn - dispersion of turbulence in coordinates on the downward orbit of the spacecraft’s orbit.
RU2003113796/28A 2003-05-14 2003-05-14 Method for predicting earthquake parameters RU2256199C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003113796/28A RU2256199C2 (en) 2003-05-14 2003-05-14 Method for predicting earthquake parameters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003113796/28A RU2256199C2 (en) 2003-05-14 2003-05-14 Method for predicting earthquake parameters

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003113796A RU2003113796A (en) 2004-12-10
RU2256199C2 true RU2256199C2 (en) 2005-07-10

Family

ID=35838687

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003113796/28A RU2256199C2 (en) 2003-05-14 2003-05-14 Method for predicting earthquake parameters

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2256199C2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2445652C1 (en) * 2010-06-28 2012-03-20 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") Method of monitoring vertical distribution of ionospheric electron concentration
RU2601387C1 (en) * 2015-07-02 2016-11-10 Александр Васильевич Тертышников Method of determining auroral oval position and state of the earth's magnetic field
RU2666167C1 (en) * 2017-11-03 2018-09-06 Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы") Method of identification of ionospheric earthquake precursors according to probe satellite measurements
RU2676235C1 (en) * 2017-11-03 2018-12-26 Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы") Method of short-term forecasting of earthquakes under data of vertical sounding of ionosphere with ionosonde
RU2683113C1 (en) * 2018-03-26 2019-03-26 Александр Васильевич Тертышников Method of determining characteristics of auroral ovals and state of magnetic field of earth
RU2695080C1 (en) * 2018-11-28 2019-07-19 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Method of measuring ionospheric earthquake precursors

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2445652C1 (en) * 2010-06-28 2012-03-20 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") Method of monitoring vertical distribution of ionospheric electron concentration
RU2601387C1 (en) * 2015-07-02 2016-11-10 Александр Васильевич Тертышников Method of determining auroral oval position and state of the earth's magnetic field
RU2666167C1 (en) * 2017-11-03 2018-09-06 Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы") Method of identification of ionospheric earthquake precursors according to probe satellite measurements
RU2676235C1 (en) * 2017-11-03 2018-12-26 Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы") Method of short-term forecasting of earthquakes under data of vertical sounding of ionosphere with ionosonde
RU2683113C1 (en) * 2018-03-26 2019-03-26 Александр Васильевич Тертышников Method of determining characteristics of auroral ovals and state of magnetic field of earth
RU2695080C1 (en) * 2018-11-28 2019-07-19 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Method of measuring ionospheric earthquake precursors

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Satriano et al. Earthquake early warning: Concepts, methods and physical grounds
Galvan et al. The 2009 Samoa and 2010 Chile tsunamis as observed in the ionosphere using GPS total electron content
Plougonven et al. Inertia gravity wave generation by the tropospheric midlatitude jet as given by the Fronts and Atlantic Storm‐Track Experiment radio soundings
Cahyadi et al. Coseismic ionospheric disturbance of the large strike-slip earthquakes in North Sumatra in 2012: M w dependence of the disturbance amplitudes
Meng et al. Upper atmospheric responses to surface disturbances: An observational perspective
Blom et al. Improved Bayesian infrasonic source localization for regional infrasound
Phelps et al. Oceanic bubble population measurements using a buoy-deployed combination frequency technique
Krasnov et al. Far-field coseismic ionospheric disturbances of Tohoku earthquake
Arrowsmith et al. A framework for estimating stratospheric wind speeds from unknown sources and application to the 2010 December 25 bolide
RU2256199C2 (en) Method for predicting earthquake parameters
Marzano et al. Near-real-time detection of tephra eruption onset and mass flow rate using microwave weather radar and infrasonic arrays
RU2436134C1 (en) Method for rapid investigation of atmosphere, earth's surface and ocean
RU2456644C2 (en) Geochemical exploration method
Guala et al. On the saltation of fresh snow in a wind tunnel: profile characterization and single particle statistics
Hysell et al. First artificial periodic inhomogeneity experiments at HAARP
Dea et al. Long-term ELF background noise measurements, the existence of window regions, and applications to earthquake precursor emission studies
Bourdillon et al. HF radar detection of infrasonic waves generated in the ionosphere by the 28 March 2005 Sumatra earthquake
Günzkofer et al. Inferring neutral winds in the ionospheric transition region from AGW-TID observations with the EISCAT VHF radar and the Nordic Meteor Radar Cluster
Krasnov et al. Recent advances and difficulties of infrasonic wave investigation in the ionosphere
RU2337382C1 (en) Method of short-term earthquake forecast
RU2463631C1 (en) Method to detect earthquake sources by network of seismic stations
RU2738589C1 (en) Method for determining tsunami hazard
Rusz et al. Locating thunder source using a large-aperture micro-barometer array
Beran Acoustics-A new approach for monitoring the environment near airports.
RU2181205C1 (en) Method of short-term forecast of earthquakes

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050515