Использование спутниковых данных для тестирования численных и создания эмпирических моделей ионосферы

Распределение электронной концентрации в ионосфере Земли играет ключевую роль в распространении коротковолновых радиосигналов и оказывает существенное влияние на космическую радиосвязь, радиолокацию, навигацию и работу навигационных спутниковых систем позиционирования ГЛОНАСС/GPS. Для моделирования состояния ионосферы ранее был создан ряд численных и эмпирических моделей, использующих различные, отличающиеся друг от друга методы и подходы, алгоритмы построения и наборы экспериментальных данных, предназначенных для решения различных научных и прикладных задач. Основной целью данного исследования является оценка качества воспроизведения глобального распределения электронной концентрации в F2 слое ионосферы Земли с помощью численных и эмпирических моделей. Для этого мы провели сравнение результатов, полученных с использованием Глобальной Самосогласованной Модели Термосферы, Ионосферы и Протоносферы (ГСМ ТИП), URSI опции модели IRI (International Reference Ionosphere), эмпирических моделей NeQuick и MIT (Main Ionospheric Trough) с данными спутниковых (Интеркомос-19, радиозатменных наблюдений, GPS, GRACE, CHAMP) и наземных наблюдений глобальной сети приемников радиосигналов навигационных спутниковых систем. В отличие от наземных методов измерений, спутниковые наблюдения, почти полностью покрывающие поверхность Земли, лучше подходят для построения глобальной модели, а также для проведения исследований, связанных с пространственным распределением параметров ионосферы. В ходе выполнения данной работы был создан пакет программ, который позволяет обрабатывать и систематизировать результаты радиозатменных наблюдений для последующего их использования в научных исследованиях или для решения прикладных задач. В дальнейшем результаты обработки данных радиозатменных наблюдений планируется использовать для построения глобальной эмпирической модели электронной концентрации в ионосфере Земли.
Работа выполнена при финансовой поддержке грантов РФФИ №14-05-00788 и 15-35-20364 и в рамках проектной части Государственного задания № 3.1127.2014/К.