Верификация программных средств трехмерного радиотомографического мониторинга полей концентрации электронов в ионосфере по данным Европейской сети непрерывно функционирующих опорных станций EPN

Abstract

Представлены результаты экспериментальных исследований и верификации программных средств трехмерного радиотомографического мониторинга полей концентрации электронов в ионосфере над территорией Европы. В качестве входных данных использовались результаты измерений 100 станций (из них 10 на территории Беларуси) Европейской сети непрерывно функционирующих опорных станций EPN (EUREF Permanent Network) и навигационные данные высокоорбитальных навигационных спутников в формате RINEX. Разработанные программные средства реализуют полный цикл обработки данных, включая структурирование первичной информации, предварительную обработку с отбраковкой аномальных значений, вычисление полного электронного содержания и трехмерную реконструкцию ионосферы. Продемонстрированы примеры вычисления полного электронного содержания над Республикой Беларусь от различных наземных станций (Брест, Новополоцк, Витебск) в разные моменты времени для 11 мая 2024 г., когда магнитосфера Земли пережила сильнейшее возмущение в текущем столетии. Приведены результаты трехмерного радиотомографического мониторинга полей концентрации электронов в ионосфере с временным разрешением 15 мин, включая визуализацию сечений реконструируемой области в плоскости с постоянной широтой 50°, в плоскости с постоянной долготой 19°, а также суммарное вертикальное полное электронное содержание, полученное суммированием реконструированного поля по вертикальным столбцам. Экспериментально подтверждена эффективность разработанных алгоритмов в условиях сильных геомагнитных возмущений. Полученные результаты целесообразно использовать при мониторинге ионосферы с целью обеспечения надежной работы радиосистем, обнаружения ионосферных аномалий естественного и искусственного происхождения, а также прогнозирования природных явлений на их основе.