- Код статьи
- S30345502S0023420625030094-1
- DOI
- 10.7868/S3034550225030094
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 63 / Номер выпуска 3
- Страницы
- 322-346
- Аннотация
- В обзоре рассматриваются физические и математические постановки задачи томографии в приложении к дистанционному зондированию атмосферы и околоземного космического пространства. Особое внимание уделено зондированию ионосферы с использованием сигналов спутниковых радиомаяков на низких (Парус / Transit / Cassiope и др.), средних и высоких (GPS/ГЛОНАСС и новые глобальные спутниковые навигационные системы) орбитах. Обсуждаются возможности и ограничения методов 2D низкоорбитальной и 4D высокоорбитальной радиотомографии ионосферы и приводятся результаты радиотомографических реконструкций распределения электронной концентрации в различных широтах в условиях естественной и искусственной возмущенности. Отдельно рассматривается задача исследования мелкомасштабных ионосферных неоднородностей по данным о мерцаниях амплитуды спутниковых сигналов, обсуждаются проблемы реализации таких схем зондирования в высоких широтах с использованием сигналов GPS / ГЛОНАСС. Также обсуждаются перспективы томографических систем зондирования верхней атмосферы с учетом сильно сократившейся группировки низкоорбитальных спутников, возможности установки спутниковых радиомаяков на новые платформы (CubeSat), а также использование методов радиотомографии в задачах УФ-томографии верхней атмосферы. Представлены первые результаты, полученные с использованием двухчастотного передатчика когерентных сигналов 150 / 400 МГц МАЯК на спутниках “Ионосфера-М” российского проекта “Ионозонд”.
- Ключевые слова
- Дата публикации
- 03.01.2026
- Год выхода
- 2026
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 32
Библиография
- 1. Зеленый Л. М., Веселовский Н. С. Плавченная гелиогеофизика. Москва: Физматти, 2008.
- 2. Kelley M. C. The Earth’s Ionosphere: Plasma Physics and Electrodynamics. 2nd ed. San Diego: Academic Press, 2009.
- 3. Брюнелли Б. Е., Намададов А. А. Физика ионосферы. М.: Наука, 1988.
- 4. Гуревич В. Нелинейные явления в ионосфере // Успехи физических наук. 2007. Т. 177. № 11. С. 1145–1177.
- 5. Streltsov A.V., Berthelier J.-J., Chernyshov A.A. et al. Past, Present and Future of Active Radio Frequency Experiments in Space // Space Science Reviews. 2018. V. 214. Iss. 118. P. 1–30. https://doi.org/10.1007/s11214-018-0549-7
- 6. Молчанов А. Низкочастотные волны и индуцированные излучения в околоземной плазме. Москва: Наука, 1985.
- 7. Петрукович А. А., Могилевский М. М., Чернышов А. А. и др. Некоторые аспекты магнитосферно-ионосферных связей // Успехи физических наук. 2015. Т. 185. № 6. С. 649–654. https://doi.org/10.3367/UFNe.0185.2015061.0649
- 8. Альперн Я. Л. Распространение радиоволн и ионосфера. Москва: Изд-во АН СССР, 1960.
- 9. Казарнова Ю. М. Радиотехнические системы. Москва: Академия, 2008. 592 с.
- 10. Манаев В. И. Основы радиоэлектроники. Москва: Радио и связь, 1990. 511 с.
- 11. Альперн Я. Л. Статистический характер структуры ионосферы // Успехи физических наук. 1953. Т. 49. № 1. С. 49–91.
- 12. Ясюкович Ю. В., Сыроватский С. В., Падохин А. М. и др. Точность позиционирования GPS в различных режимах при активном воздействии на ионосферу мощным КВ-излучением нагревного стенда СУРА // Известия высших учебных заведений. Радиофизика. 2019. Т. 62. № 12. С. 906–919.
- 13. Astafyeva E., Yasyukevich Y., Makiskov A. et al. Geomagnetic storms, superstorms, and their impacts on GPS-based navigation systems // Space Weather. 2014. V. 12. Iss. 7. P. 508–525. https://doi.org/10.1002/2014SW001072
- 14. Chernyshov A.A., Miloch W.J., Jin Y. et al. Relationship between TEC jumps and auroral substorm in the high-latitude ionosphere // Scientific Reports. 2020. V. 10. Iss. 6363. https://doi.org/10.1038/s41598-020-63422-9
- 15. Захаров В. И., Чернышов А. А., Милох В. и др. Влияние ионосферы на параметры навигационных сигналов GPS во время геомагнитной суббури // Геомагнетизм и аэрополия. 2020. Т. 60. № 6. С. 769–782. https://doi.org/10.31857/S0016794020060152
- 16. Afraimovich E.L., Astafyeva E.I., Demyanov V.V. et al. A review of GPS/GLONASS studies of the ionospheric response to natural and anthropogenic processes and phenomena // J. Space Weather and Space Climate. 2013. V. 3. Iss. A27. https://doi.org/10.1051/swsc/2013049
- 17. Kotova D.S., Sinevich A.A., Chernyshov A.A. et al. Strong turbulent flow in the subauroral region in the Antarctic can deteriorate satellite-based navigation signals // Scientific Reports. 2025. V. 15. Iss. 3458. https://doi.org/10.1038/s41598-025-86960-6
- 18. Patil A.S., Nade D.P., Taoti A. et al. A Brief Review of Equatorial Plasma Bubbles // Space Science Reviews. 2023. V. 219. Iss. 16. P. 1–25. https://doi.org/10.1007/s11214-023-00958-y
- 19. Otsuka Y. Review of the generation mechanisms of post-midnight irregularities in the equatorial and low-latitude ionosphere // Progress in Earth and Planetary Science. 2018. V. 5. Iss. 57. P. 1–15. https://doi.org/10.1186/s40645-018-0212-7
- 20. Mandeshumam J.H., Папаевск Н.Д. Новейшие исследования распространения радиоволн вдоль земной поверхности. М.: Гостехиздат, 1945.
- 21. Авперян Я.Л. Распространение электромагнитных волн и ионосфера. Москва: Наука, 1972.
- 22. Кунцан В.Е., Терещенко Е.Д., Андреева Е.С. Радиотемперация ионосферы. Москва: Физикатит, 2007.
- 23. Iyer H., Hirsawa K. Seismic Tomography: Theory and Practice. London: Chapman and Hall, 1993.
- 24. Munk W., Worcester P., Wunsch C. Ocean Acoustic Tomography. Cambridge: Cambridge University Press, 1995.
- 25. Davies K. Ionospheric Radio. London: Peter Peregrinus Ltd, 1990.
- 26. Austen J.R., Franke S.J., Liu C.H. Ionospheric imaging using computerized tomography // Radio Science. 1988. V. 23. Iss. 3. P. 299–307.
- 27. Andreeva E.S., Galinov A.V., Kunitsyn V.E. et al. Radiotomographic reconstruction of ionization dip in the plasma near the Earth // JETP Letters. 1990. V. 52. Iss. 3. P. 145–148.
- 28. Pyse S.E. Radio Tomography: A New Experimental Technique // Surveys in Geophysics. 2003. V. 24. Iss. 1. P. 1–38.
- 29. Bust G.S., Mitchell C.N. History, current state, and future directions of ionospheric imaging // Reviews of Geophysics. 2008. V. 46. Iss. RG1003.
- 30. Yizengow E., Moldwin M.B., Dyson P.L. et al. First tomographic image of ionospheric outflows // Geophysical Research Letters. 2006. V. 33. Iss. L20102.
- 31. Prol F., Hoque M., Ferreira A. Plasmasphere and topside ionosphere reconstruction using METOP satellite data during geomagnetic storms // J. Space Weather and Space Climate. 2021. V. 11. Iss. 5.
- 32. Teresichenko E.D., Kozlova M.O., Kunitsyn V.E. et al. Statistical tomography of subkilometer irregularities in the high-latitude ionosphere // Radio Science. 2004. V. 39. Iss. RS1535.
- 33. Dymond K.F., Budzien S.A., Hei M.A. Ionospheric-thermospheric UV tomography: I. Image space reconstruction algorithms // Radio Science. 2017. V. 52. P. 338–356.
- 34. Hei M.A., Budzien S.A., Dymond K.F. et al. Ionospheric-thermospheric UV tomography: 3. A multisensor technique for creating full-orbit reconstructions of atmospheric UV emission // Radio Science. 2017. V. 52. P. 896–916.
- 35. Nesterov I.A., Kunitsyn V.E. GNSS radio tomography of the ionosphere: The problem with essentially incomplete data // Advances in Space Research. 2011. V. 47. Iss. 10. P. 1789–1803.
- 36. Mannucci A.J., Wilson B.D., Yuan D.N. et al. A global mapping technique for GPS-derived ionospheric total electron content measurements // Radio Science. 1998. V. 33. Iss. 3. P. 565–582.
- 37. Fridman S.V., Nickisch L.J., Hausman M. et al. Assimilative model for ionospheric dynamics employing delay, Doppler, and direction of arrival measurements from multiple HF channels // Radio Science. 2016. V. 51. P. 176–183.
- 38. Kotova D., Ovodenko V., Yasyukevich Y. et al. Efficiency of updating the ionospheric models using total electron content at mid- and sub-auroral latitudes // GPS Solutions. 2020. V. 24. Iss. 25.
- 39. Foster J.C., Buonsanto M.J., Holt J.M. et al. Russian-American tomography experiment // International Journal of Imaging Systems and Technology. 1994. V. 5. Iss. 2. P. 148–159.
- 40. Yeh K.C., Franke S.J., Andreeva E.S. et al. An investigation of motions of the equatorial anomaly crest // Geophysical Research Letters. 2001. V. 28. Iss. 24. P. 4517–4520.
- 41. Kunitsyn V., Andreeva E., Frolov V. et al. Sounding of HF heating induced artificial ionospheric disturbances by navigational satellite radio transmissions // Radio Science. 2012. V. 47. Iss. RSOL15.
- 42. Андреева Е.С., Годбер М.Б., Кунцан В.Е. и др. Радиотемператорская регистрация возмущений ионосферы от наземных взрывов // Косм. исслед. 2001. T. 39. № 1. С. 13–17.
- 43. Кунцан В.Е., Нестерова И.А., Шалимов С.Л. Мегаземпетрасеяние в Японии 11 марта 2011 г.: регистрация ионосферных возмущений по данным GPS // Письма в ЖЭТФ. 2011. T. 94 № 8. С. 657–661.
- 44. Косов А.С., Чернышов А.А., Моашевский М.М. и др. Космический эксперимент по измерению ионосферных задержек сигнала ИЗРС (ионосферные задержки радиосигнала) // Исследование Земли из космоса. 2018. № 9. С. 1282–1290. https://doi.org/10.31857/S020596140003364–1
- 45. Bernhardt P.A., Dymond K.F., Picone J.M. et al. Improved radio tomography of the ionosphere using EUV/optical measurements from satellites // Radio Science. 1997. V. 32. Iss. 5. P. 1965–1972.
- 46. Mitchell C.N., Spencer P.S. A three-dimensional time-dependent algorithm for ionospheric imaging using GPS // Annales Geophysicae. 2003. V. 46. P. 687–696.
- 47. Scherliess L., Schunk R.W., Sojka J.J. et al. Utah State University Global Assimilation of Ionospheric Measurements Gauss-Markov Kalman filter model of the ionosphere: Model description and validation // J. Geophysical Research. 2006. V. 111. Iss. AI1315.
- 48. Кунцан В.Е., Терещенко Е.Д., Андреева Е.С. и др. Спутниковое радиоэондирование и радиотомография ионосферы // Успехи физических наук. 2010. T. 180. C. 548–553. https://doi.org/10.3367/UFNr.0180.201005k.0548
- 49. Chernyshov A.A., Chugunin D.V., Mogilevsky M.M. et al. Studies of the ionosphere using radiophysical methods on ultra-small spacecrafts // Acta Astronautica. 2020. V. 167. P. 455–459. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2019.11.031
- 50. Чернышов А.А., Чугушин Д.В., Могилевский М.М. и др. Подходы к исследованию мультимасштабной структуры ионосферы с использованием наноситчиков // Геомагнетизм и аэрономия. 2016. T. 56. № 1. C. 77–85. https://doi.org/10.7868/S0016794016010041
- 51. Чернышов А.А., Чугушин Д.В., Могилевский М.М. и др. Изучение неоднородной структуры ионосферы при помощи одновременных измерений наноситчиками стандарта CubeSat // Известия ВУЗов. Приборостроение. 2016. T. 59. № 6. C. 443–449.
- 52. Attrill G., Nicholas A., Routledge G. et al. Coordinated Ionospheric Reconstruction CubeSat Experiment (CIRCE), In situ and Remote Ionospheric Sensing (IRIS) suite // J. Space Weather and Space Climate. 2021. V. 11. Iss. 16.
- 53. Petrukovich A., Mogilevskii M., Kozlov I. et al. Monitoring of Physical Processes in Upper Atmosphere, Ionosphere and Magnetosphere in Ionosphere Space Missions // EPJ Web of Conferences. 2021. V. 254. P. 02010. https://doi.org/10.1051/epjconf/202125402010
- 54. Андреева Е.С., Назаренко М.О., Нестеров И.А., и др. Использование одногопечного приема сигналов низкоорбитальных спутниковых радиомаяков для локальной оценки ионосферных параметров // Изв. вузов. Радиофизика. 2020. T. 63. № 11. C. 942–957.