ООО «ЭКС САТ РРЕ Космическое агентство»

Повышение безопасности и

эффективности применения ВВТ на

основе создания технологий и

реализации системы оперативного

мониторинга естественной и

преднамеренной модификации

ионосферы

В США в рамках инициативы SSI (Space Superiority Initiative) пристальное внимание уделяется разработке адаптивных мер защиты ракетно-космических систем от воздействия неблагоприятных гелиогеофизических факторов, как естественного происхождения, так и индуцируемых преднамеренно.

Проводятся исследования по искусственной модификации ионосферы и магнитосферы (HAARP) и разработкам средств радиофизического воздействия, имеющие целью ограничение свободы действий других стран в космосе.

Новая ассимиляционная динамическая глобальная модель ионосферы принята (для GPS) на вооружение в ВВС США, сертифицирована в ЕКА, планируется в Японии для навигационной системы QZSS.

Подтверждена зависимость частоты отказов бортовой аппаратуры КА от аномального проявления геофизических факторов в ОКП.

Выявлены и исследуются эффекты влияния естественно и искусственно возмущенной области ионосферы на параметры сигналов навигационных космических систем.

Обоснована необходимость внесения поправок в бортовые и наземные средства координатно-временной привязки ВВТ.

Создан научно-технический задел по разработке новой модели ионосферы (аналогичной США).

Преимущества метода: 1. Возможность использования сигналов уже существующих навигационных космических систем. 2. Возможность использования наземных и бортовых (штатных) навигационных приемников. 3. Возможность получения данные от многих источников. 4. Данные измерений содержат информацию о всей толще ионосферы.

1. Проведение теоретических исследований 2.Разработка новой динамической ассимиляционной глобальной трехмерной

модели ионосферы 3.Проведение натурных экспериментов по искусственному возмущению

локальных областей ионосферы с привлечением отечественного нагревного стенда "Сура" и комплексов ионосферного зондирования

4.Разработка алгоритмов и программ приема и обработки данных наземных и бортовых средств мониторинга ионосферы по сигналам ГНСС ГЛОНАСС/GPS

5.Разработка действующих макетов аппаратно-программных комплексов (АПК): - макет интегрированного АПК сбора данных о состоянии ионосферы и разработки выходных информационных продуктов - макет АПК приема и обработки данных зондировании ионосферы по характеристикам сигналов навигационных космических систем GPS/ГЛОНАСС

6.Разработка рабочей конструкторской и эксплуатационной документации 7.Проведение экспериментальных исследований и испытаний макетов

разработанных аппаратно-программных комплексов

1.Проведение теоретических и экспериментальных исследований

2. Создание элементов технологии и макетов аппаратно-программных комплексов. Проведение экспериментальных проверок.

3. Создание макета интегрированного аппаратно-программного комплекса. Проведение испытаний. Разработка РКД.

Тип модели: • Глобальная 3-D модель ионосферы Масштаб сетки модели • Не менее 1млн. глобально распределенных ячеек, число которых легко может быть

увеличено при использовании более мощных компьютеров. Диапазон моделирования параметров ионосферы: • От 80 км до 30 000 км по высоте • 85N – 85S по широтам северного и южного полушарий Используемые входные данные для ассимиляции : • Данные оперативных измерений общего содержания электронов в ионосфере по

анализу радиосигналов системы GPS и ГЛОНАС, принимаемых наземной сетью станций. Выходные параметры модели: • Квази-реальные по времени 3-х мерные распределения плотности электронов и 7-ми

основных ионов, температуры и скорости. • Величины задержек времени распространения сигналов GPS между выбранной точкой

внутри на сетке модели и всеми видимыми спутниками системы GPS. • 2-х мерные карты вероятности появления аномалий в распределении ионосферных

параметров и вероятностей появления искажений сигналов по трассам «земля - спутник», «cпутник – земля».

Точность/Погрешность( среднеквадратичное отклонение): • Глобальная средняя точность 2-3 TEC единиц, эквивалентная 30-45 см задержки в

ионосфере.

Эксперимент (в США) по определению точности системы коррекции данных одночастотных приёмников. GPS приёмник находится на треножнике,

подсоединён к ноутбуку в багажнике машины. Результаты на рисунке: синий цвет – разброс координат без учета модели, красный - с учетом модели.

Долготно-широтное распределение прогноза перебоев связи Космос- Земля, рассчитанное по модели

Результаты расчета 3-х мерных распределений электронной плотности в ионосфере

Результаты расчета 3-х мерных мгновенных распределений плотности (слева), скорости (в

середине), и температуры(спава) для атомарного водорода

Различные изображения сетки ионосферной модели сверх высокого

разрешения для Японии и Кореи

Пример обнаружения локальных ионосферных неоднородностей в модели сверхвысокого разрешения

Пример вычисленных траекторий плазмы на высоких широтах как следствие работы нагревного

стенда.