Методика расчета напряженности поля ионосферной волны в диапазоне очень низких частот на основе скачкового метода
Ключевые слова:
диапазон очень низких частот, планирование связи, прогнозирование энергетических параметров, адекватность прогнозирования, точность прогнозирования, статистический анализ.Аннотация
Введение: прогнозирование энергетических параметров радиотрасс является неотъемлемой частью планирования работы радиосетей диапазона очень низких частот. На прогнозируемые значения напряженности электрического поля влияет большое количество факторов, в том числе состояние ионосферы и электрические характеристики подстилающей поверхности, которые учитываются с помощью отдельных компонентов множителей ослабления. Частные методики, предназначенные для расчета указанных компонентов, нуждаются в обобщении и внедрении в методику расчета энергетических параметров радиотрасс. Цель: разработать скачковую методику расчета напряженности поля ионосферной волны в диапазоне очень низких частот с возможностью вводить исходные данные из стандартной модели ионосферы и глобальных карт электрических характеристик подстилающей поверхности. Результаты: обобщены исследования, реализованные в нескольких частных методиках, касающихся расчета высоты точки отражения электромагнитной волны от ионосферы; расчета дифференциальных временных задержек лучей исходя из условия равных углов места; вычисления коэффициентов отражения от поверхности Земли и корректирующих антенных коэффициентов. Разработана методика расчета напряженности поля ионосферной волны в диапазоне очень низких частот, базирующаяся на скачковом методе. В разработанную методику внедрены частные методики для учета характеристик ионосферы с помощью стандартной модели ионосферы и характеристик подстилающей поверхности с помощью соответствующих цифровых карт. Методика реализована в виде совокупности взаимосвязанных скриптов и функций в вычислительной среде MatLab. Проведена серия расчетов напряженности электрического поля ионосферной волны для различных радиотрасс. Путем сравнения с результатами реальных измерений получены погрешности прогнозирования. Выполнены статистические исследования погрешностей, подтверждена адекватность разработанной методики. Практическая значимость: предложены инструменты для использования современных достижений в области моделирования состояния ионосферы и цифрового картографирования электрических характеристик подстилающей поверхности. Реализация методики на базе вычислительной среды MatLab позволила снизить участие оператора на этапе ввода исходных данных. Созданы возможности для разработки автономного программного обеспечения по прогнозированию напряженности поля электромагнитной волны в диапазоне очень низких частот.
