Снижение погрешности радиолокационных измерений за счет использования данных мониторинга ионосферы и магнитосферы

Разработана методика, основанная на использовании данных системы мониторинга ионо­сферы и магнитосферы для снижения систематических ошибок радиолокационных измерений. Проведено сравнение экспериментальных данных мониторинга и расчетов по международной справочной модели ионосферы IRI-2020 для двух сценариев – периода возмущенной (12 сентября 2024 г.) и спокойной (14 сентября 2024 г.) ионосферы. Установлено, что в периоды ионосферных возмущений расчеты IRI-2020 могут занижать систематические погрешности дальности в 1,5–2 раза, особенно для диапазонов VHF и UHF, где погрешности могут достигать 7,0–10,0 и 1,0–1,2 км соответственно при малых углах места. Показано, что погрешности радиальной скорости и угла места также существенно зависят от состояния ионосферы. Продемонстрировано, что использование оперативных данных мониторинга состояния ионосферы обеспечивает существенное повышение точности радиолокационных измерений, особенно для низкочастотных диапазонов и в периоды геофизических возмущений.

1. Анализ прикладных моделей ионосферы для расчета распространения радиоволн и возможность их использования в интересах радиолокационных систем. I. Классификация прикладных моделей и основные требования, предъявляемые к ним в интересах радиолокационных средств / В. В. Алпатов [и др.] // Солнечно-земная физика. 2020. Т. 6, № 1. С. 86–96. https://doi.org/10.12737/szf-61202008.

2. Козлов, С. И. Основные принципы построения вероятностно-статистических моделей ионосферы для задач распространения радиоволн / С. И. Козлов, А. Н. Ляхов, С. З. Беккер // Геомагнетизм и аэрономия. 2014. Т. 54, № 6. С. 817–828. https://doi.org/10.7868/S0016794014060127.

3. Ляхов, А. Н. Оценка точности расчетов по международной справочной модели ионосферы IRI-2016. I. Концентрации электронов / А. Н. Ляхов, С. И. Козлов, С. З. Беккер // Геомагнетизм и аэрономия. 2019. Т. 59, № 1. С. 50–58. https://doi.org/10.1134/S0016794019010115.

4. Фабрицио, Дж. А. Высокочастотный загоризонтный радар: основополагающие принципы, обработка сигналов и практическое применение / Дж. А. Фабрицио. М.: ТЕХНОСФЕРА, 2018.

5. International Reference Ionosphere 2020 – Your Standard Model of the Ionosphere / D. Bilitza [et al.] // Earth and Space Science. 2022. Vol. 9, No 2. https://doi.org/10.1029/2021EA002043.

6. Беккер, С. З. Современные модели ионосферы для расчета распространения радиоволн / С. З. Беккер. М.: Радиотехника, 2018.

7. MacDonald, M. Overview of High-Power and Wideband Radar Technology Development at MIT Lincoln Laboratory / M. MacDonald, M. Abouzahra, J. Stambaugh // Remote Sens. 2024. Vol. 16, No 9. https://doi.org/10.3390/rs16091530.

8. Акимов, В. Ф. Введение в проектирование ионосферных загоризонтных радиолокаторов / В. Ф. Акимов, Ю. К. Калинин. М.: ТЕХНОСФЕРА, 2017.

9. Бова, Ю. И. Моделирование распространения частотно-модулированного излучения в анизотропной ионосферной плазме / Ю. И. Бова, А. С. Крюковский, Д. С. Лукин // Электромагнитные волны и элект­ронные системы. 2017. Т. 22, № 5. С. 4–11.

10. Barton, D. K. Radar Equations for Modern Radar / D. K. Barton. Boston: Artech House, 2013.

11. Ширман, Я. Д. Радиоэлектронные системы. Основы построения и теория / Я. Д. Ширман; 2-е изд., перераб. и доп. М.: Радиотехника, 2007.

12. Determination of Total Electron Content in the Ionosphere Over the Territory of the Republic of Belarus Based on Global Navigation Satellite Systems Data / A. O. Naumov [et al.] // Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-Technical Series. 2024. Vol. 69, No 1. P. 53–64. https://doi.org/10.29235/1561-8358-2024-69-1-53-64.

13. Артемьев, В. М. Алгоритм и методика оптимизации его параметров для трехмерной реконструкции ионосферы / В. М. Артемьев, П. А. Хмарский, А. О. Наумов // Неразрушающий контроль и диагнос­тика. 2024. № 1. С. 42–52.

14. Results of Studies on Processes Occurring in the Ionosphere and Earth’s Magnetic Field Over the Territory of the Republic of Belarus for the Year 2023 / A. O. Naumov [et al.] // Nonlinear Phenomena in Complex Systems. 2024. Vol. 27, No 3. P. 225–233. http://dx.doi.org/10.5281/zenodo.13960570.