(1) Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Фрязинский филиал (ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН), г.Фрязино, Россия
(2) АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва», г.Железногорск, Россия

Комплексные огибающие цифровых сигналов при их распространении по трансионосферным (спутниковым ионосферным) радиолиниям искажаются за счет влияния ионосферы Земли как дисперсионной среды [1-5]. Эти искажения порождают интерференционные межсимвольные и межканальные помехи в дополнение к тепловым аддитивным канальным шумам, снижающие надежность передачи информации, разрушая при определенных состояниях земной ионосферы нормальное функционирование спутниковых информационных систем [1,4]. Особенностью этих помех является зависимость их мощности от мощности передаваемых сигналов, вследствие этого невозможно обеспечить снижение искажений путем увеличения мощности передающих устройств [4].
Актуальной является проблема разработки методов обработки цифровых сигналов при приеме, снижающих действие рассматриваемых интерференционных помех. Суть известных методов решения данной проблемы - формирование инверсного линейного фильтра с обратным коэффициентом передачи относительно трансионосферной радиолинии как линейного фильтра [4]. При формировании инверсного фильтра используются двухчастотные пилот-сигналы с целью идентификации радиолинии, а также применяются методы адаптивной обработки без использования пилот-сигналов [1,4,5].
В докладе рассматривается альтернативное направление формирования инверсного фильтра с использованием глобальных моделей ионосферы Земли (в частности, одночастотная модель Клобушара), разработанных и интенсивно используемых в спутниковых навигационных системах GPS и др. [6,7]. Применение этих моделей дает возможность определения параметра радиолинии полного электронного содержания (ПЭС), используемого при формировании обратного фильтра.
В докладе приведены примеры расчета параметра ПЭС с использованием одночастотной модели Клобушара [5,7]. Приведены также основные ограничения рассматриваемого метода снижения искажающего влияния дисперсионных радиолиний на основе одночастотной модели Клобушара, обусловленные ограниченностью пространственной орбитальной группировки системы GPS [8], а также временной нестационарностью трансионосферных радиолиний.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект №20-07-00525).

Ключевые слова: сигналы, ионосфера, трансионосферные радиолинии, искажения сигналов, модель Клобушара

Литература:

Колосов М.А., Арманд Н.А., Яковлев О.И. Распространение радиоволн при космической связи. М.: Связь. 1969. 156 с.
Назаров Л.Е., Батанов В.В. Анализ искажений радиоимпульсов при распространении по ионосферным линиям передачи спутниковых систем связи. // Электромагнитные волны и электронные системы. 2016. Т.21. №5. С.37-45.
Назаров Л.Е., Батанов В.В. Вероятностные характеристики обнаружения радиоимпульсов при распространении по ионосферным линиям передачи спутниковых систем связи // Радиотехника и электроника. 2017. Т.62. №9. С.866-874.
Батанов В.В., Назаров Л.Е. Алгоритм компенсации искажений широкополосных сигналов при распространении по спутниковым ионосферным радиолиниям. // Геомагнетизм и аэрономия. 2022. Т.62. №4. Стр. 528-536.
Назаров Л.Е. Компенсация искажений сигналов при распространении по трансионосферным радиолиниям с использованием глобальной модели земной ионосферы. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2022. №10. https://doi.org/10.30898/1684- 1719.2022.10.2.
Electron density models and data for transionospheric radio propagation. P Series, Radiowave propagation. Report ITU-R P.2297-1 (05/2019). 30 p.
Klobuchar J. A. Ionospheric Time-Delay Algorithm for Single Frequency GPS Users. // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 1987. V. 23. N3. P.325-331.
Understanding GPS: Principles and Applications. Editor by Kaplan E.D., Hegarty E. Artech House Inc., Norwood, 2006.703 p.

Презентация доклада

Видео доклада

Дистанционное зондирование ионосферы

376