Применение метода подталкивания упругой нити для расчета радиотрасс спутник-Земля

В работе предложен подход к решению двухточечной задачи о расчете радиотрасс спутник-Земля. Согласно принципу Ферма оптическая длина пути лучевой траектории должна удовлетворять условию стационарности. Это позволяет использовать методы оптимизации фазовой траектории с фиксированными точками передачи и приема, что выгодно отличает предложенный подход от широко используемого метода пристрелки. В работе представлены результаты расчетов в модельной ионосфере на основе минимизации функционала оптической длины пути радиолуча. Особенностью используемого подхода является выбор метода подталкивания упругой нити, широко используемого в химии для поиска стационарных решений в многомерном пространстве параметров, задающих конфигурацию системы. Метод подталкивания упругой нити имеет ряд особенностей, позволяющих находить все существующие решения с использованием ряда начальных приближений. Проверка полученных результатов осуществлялась на основе сравнения с радиотрассами, полученными стандартным методом трассировки лучей. Рассмотрены случаи распространения радиоволн в среде с учетом модельных перемещающихся ионосферных возмущений. Показано, что результаты расчетов радиотрасс методом подталкивания упругой нити хорошо согласуются с известными решениями, в том числе при наличии ионосферных неоднородностей.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 16-35-00590 мол_а, гранта РФФИ № 15-35-20364 мол_а_вед. Работа проводилась в рамках проекта "Физические механизмы формирования реакции верхней атмосферы и ионосферы на процессы в нижней атмосфере и на поверхности Земли" (Государственное задание Министерства образования и науки РФ, конкурсная часть, задание № 3.1127.2014/К).