Одночастотные навигационные приемники смогли в десять раз точнее определить количество электронов в ионосфере
Ученые определили, что способ кодирования радиосигналов AltBOC, с недавних пор используемый в европейской системе навигации Galileo и китайской BeiDou, позволяет в 10 раз точнее, чем раньше, определять концентрацию электронов в ионосфере Земли при использовании одночастотных навигационных приемников. Наблюдения за ионосферой важны, поскольку содержащиеся в ней заряженные частицы влияют на качество работы спутниковых радиосистем. Таким образом, кодирование AltBOC может использоваться и для совершенствования отечественной системы ГЛОНАСС в задачах мониторинга ионосферы.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Sensors.
На высоте от 60 до 1000 километров над поверхностью Земли располагается ионосфера — область атмосферы, содержащая большое количество свободных носителей зарядов, электронов и ионов. Из-за этого при прохождении через нее радиоволны, преломляясь, отклоняются от изначального прямолинейного распространения, что вызывает дополнительные задержки распространения навигационных сигналов и в свою очередь может привести к ухудшению работы систем навигации. При этом концентрация заряженных частиц в ионосфере непостоянна — она зависит от множества факторов (воздействия Солнца, энергичных частиц солнечного ветра, состояния атмосферы) и может существенно меняться ото дня ко дню.
Поэтому, чтобы учесть влияние ионосферы на работу навигационных спутниковых систем, нужно постоянно отслеживать изменения, которые в ней происходят. Для этого обычно используются устройства, способные принимать сигналы навигационных систем на двух или более частотах. Такие приемники, хотя и позволяют с высокой точностью оценивать концентрацию заряженных частиц в ионосфере, дорогие и требуют дополнительных методов учета межканальных задержек навигационных сигналов не только в своих приемных системах, но и в передающих системах навигационных спутников.
Из-за этого ученые ищут дополнительные способы наблюдать за ионосферой с помощью сигналов только на одной частоте. Одночастотные методы наблюдения за ионосферой применяются, например, в системах навигации GPS, ГЛОНАСС, Galileo и BeiDou, но обычно они недостаточно точны по сравнению с двухчастотными. Однако недавно европейская система Galileo и китайская BeiDou стали использовать новый способ кодирования радиосигналов, называемый AltBOC, который, положительно отразился на одночастотных измерениях.
Ученые из Института солнечно-земной физики СО РАН (Иркутск) и Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова (Москва) сравнили качество одночастотных наблюдений за ионосферой с использованием нового способа кодирования сигналов AltBOC и с использованием традиционных методов кодирования BPSK и QPSK, которые ранее применялись в навигационных системах Galileo и BeiDou и до сих пор используются в GPS и ГЛОНАСС.
«Изначально радиоволна представляет собой обычную синусоиду, которая не несет информацию. Чтобы закодировать с ее помощью данные, надо определенным образом изменить какие-то параметры волны, например, амплитуду, частоту или фазу. И в разных навигационных системах используются разные способы кодирования. Поэтому свойства получаемых сигналов отличаются, и необходимо найти такие, которые будут оптимальны для одночастотных ионосферных измерений», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Юрий Ясюкевич, доктор физико-математических наук, заместитель директора по научно-исследовательской работе Института солнечно-земной физики СО РАН.
Для исследования авторы использовали данные высокоточных приемников, принимающих сигналы различных глобальных навигационных спутниковых систем, в том числе GPS, ГЛОНАСС, Galileo и BeiDou. Такие данные предоставляются международной службой IGS, а также большим числом различных организаций в России и мире. Ученые выбрали наиболее современные приемники с максимальным набором функций для измерения характеристик сигналов.
Разные комбинации дальномерных и фазовых измерений позволяют оценить полное электронное содержание — число электронов вдоль линии спутник-приемник. На основе этих данных исследователи моделировали различные ситуации: например, что будет, если регистрировать сигналы с разными характеристиками. В результате исследователи оценивали соотношение уровней сигнала и шума, а также качество ионосферных измерений для стандартных систем кодирования и новых AltBOC.
Исследование показало, что одночастотные методы оценки концентрации электронов в ионосфере с использованием кодировки AltBOC позволяют получать такое же качество данных, как при многочастотных измерениях. При этом традиционно используемые схемы кодирования BPSK и QPSK в одночастотном режиме дают на порядок худшие результаты из-за высокого уровня шумов измерений дальности. Такое значительное улучшение качества мониторинга ионосферы при использовании кодировки AltBOC связано с тем, что она позволяет значительно уменьшить уровень шумов при измерениях дальности за счет большей ширины полосы сигнала. Таким образом, полученные результаты показывают, что метод кодирования AltBOC может быть полезен и для отечественной навигационной системы ГЛОНАСС.
«В дальнейшем нам предстоит исследовать, есть ли у новой системы кодирования недостатки при каких-то определенных условиях, иными словами, когда лучше использовать старые типы кодирования. Это важно понять, поскольку основная задача ГЛОНАСС — обеспечение точной навигации, на которую сложным образом влияет и способ кодирования, и условия измерения, например, городская застройка», — подводит итог основной исполнитель работ по проекту, поддержанному грантом РНФ, Артем Падохин, кандидат физико-математических наук, доцент МГУ имени М.В. Ломоносова.
Telegram 
Дзен 
VK Хотя сам факт наличия непонятных объектов на снимках, которые американские астронавты сделали на Луне, известен давно, десятилетиями их списывали на химические дефекты светочувствительной эмульсии фотопленки или блики света в линзах камер. Новая публикация на сайте Пентагона признает их реально существующими объектами, хотя и не делает выводов о их природе.
Крупные травоядные утконосые майазавры известны своим развитым социальным поведением. Они жили семьями и строили гнезда для своих детенышей. Даже название вида переводится с греческого языка как «ящер — хорошая мать». Исследование окаменелых зубов майазавров показало, что они выращивали детенышей совсем не так, как это считалось типичным для животных глубокой древности.
Десятого мая 1940 года вермахт пришел в движение. Через 42 суток англо-французские армии были разгромлены, а Франция капитулировала. Как это произошло, ведь союзники имели больше солдат, танков и пушек, чем немцы? В СССР причиной посчитали нежелание французов воевать, немцы же, говорили советские военные, не внесли в стратегию ничего нового. Реальность была строго обратной: разгром Франции был новым словом в войне, и такой же сценарий Гитлер применил против СССР через год. Что именно произошло и отчего советское руководство не смогло осознать случившееся?
Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Крупные травоядные утконосые майазавры известны своим развитым социальным поведением. Они жили семьями и строили гнезда для своих детенышей. Даже название вида переводится с греческого языка как «ящер — хорошая мать». Исследование окаменелых зубов майазавров показало, что они выращивали детенышей совсем не так, как это считалось типичным для животных глубокой древности.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Термоядерные электростанции не смогут конкурировать по цене с возобновляемыми источниками энергии из-за медленного удешевления технологии. По расчетам, расходы на каждую новую установку падали максимум на 8% — много раз ниже ранних ожиданий венчурных инвесторов. Это перечеркивает экономический смысл финансовых вливаний, и мир может никогда не увидеть дешевой термоядерной энергии.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно