Как известно, сигналы спутниковых систем навигации, от которых сегодня зависит всё человечество, могут нарушаться изменениями космической погоды. Недавно учёные разработали математическую модель нарушений спутниковых сигналов, вызванных одним из проявлений космической погоды — неупорядоченными участками низкой плотности в заряженной плазме ионов, которая входит в состав ионосферы Земли.
Эти участки обычно образуются над земным экватором в сумеречное время суток, поэтому в науке они называются экваториальными плазменными пузырями. Наталкиваясь на эти пузыри, спутниковые сигналы имеют дело с явлением, известным как ионосферное мерцание. Оно заставляет сигнал терять интенсивность, и в итоге он не улавливается приëмником. По этой причине на многих спутниках используются двухчастотные сигналы, позволяющие сопротивляться ионосферному мерцанию: если одна частота заглушается, то вторая служит в качестве «резервной». Однако что делать, если обе частоты подавляются ионосферным эффектом?
Пока однозначного ответа на этот вопрос нет, однако новое исследование может указать верное направление поисков. На базе цепей Маркова специалисты разработали модель нарушений сигналов спутников ионосферным мерцанием. Примером для параметризации модели послужило реальное событие — заглушение сигналов в результате ионосферного мерцания, которое наблюдалось над Гонконгом 2 марта 2014 года.
Получившаяся модель способна точно предугадывать поведение сигналов в ситуации эффекта ионосферы и делает это лучше, чем предыдущие аналоги, не основанные на цепях Маркова. Модель не только смогла по имеющимся параметрам спрогнозировать нарушения спутниковых сигналов, но и показала, что двухчастотный способ их передачи в значительной мере помогает избежать нежелательного воздействия ионосферы. Последнее, по данным модели, особенно актуально для навигации воздушного транспорта.
В будущем новая модель может поспособствовать детальному изучению заглушения сигналов ионосферным мерцанием и улучшению спутникового оборудования.
Фото: NASA
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.