Вестник МГТУ. 2016, №4.

Золотов О. В. и др. Математическое моделирование верхней атмосферы Земли… 776 и спокойных гелиогеомагнитных условий. В современных научных исследованиях международным стандартом defacto является эмпирическая модель ионосферы IRI (International Reference Ionosphere). В России в настоящее время действуют следующие стандарты для ионосферы Земли: ГОСТ 25645.146–89 "Ионосфера Земли. Модель глобального распределения концентрации, температуры и эффективной частоты соударений электронов", ГОСТ Р 25645.158–94 "Ионосфера Земли верхняя. Модель распределения концентрации электронов в плоскости геомагнитного экватора" и ГОСТ Р 25645.157–94 "Ионосфера Земли нижняя. Модель глобального распределения концентрации и эффективной частоты соударений электронов для прогнозирования низкочастотных радиополей". Возможности использования математических моделей для учета влияния ионосферы Обеспечение улучшения точности определения местоположения объекта с помощью глобальных спутниковых систем навигации достигается путем уменьшения влияющих на нее погрешностей различного рода. Установка дополнительных станций слежения и ввод в действие большего числа спутников сопряжены со значительными финансовыми затратами. В то же время более точного описания среды распространения спутникового навигационного сигнала для уменьшения соответствующей погрешности можно достичь посредством использования глобальных моделей ионосферы, воспроизводящих неоднородности ее структуры при различных гелиогеофизических условиях. Эмпирические (статистические) модели ионосферы, примером которых являются модель Клобучара и модель IRI, строятся посредством усреднения большого количества данных наблюдений и представляют собой описание физико-химических характеристик среды и их изменений в виде таблиц предварительно обработанных данных наблюдений или формул (разложений и их коэффициентов), аппроксимирующих ряды проведенных измерений. Такой вид моделей может адекватно описывать поведение параметров в тех областях, по которым есть достаточное количество результатов наблюдений, но из-за процедуры усреднения эти модели не могут детально воспроизводить поведение ионосферы при нестандартных условиях, например, во время геомагнитных бурь и суббурь. Математическим или теоретическим принято называть моделирование, основанное на решении уравнений, описывающих протекающие в ионосфере физические и химические процессы. Математические модели ионосферы впервые были созданы около 50 лет назад и с того времени непрерывно развивались. В настоящее время одной из наиболее развитых трехмерных математических моделей является глобальная численная самосогласованная модель верхней атмосферы Земли (UAM – Upper Atmosphere Model) [15], в рамках которой решаются физические уравнения, описывающие поведение физических параметров околоземной среды, включая нижнюю и верхнюю ионосферу. Трудности при работе с такой теоретической моделью обусловлены в первую очередь тем, что решаемая система является нелинейной и содержит уравнения разных типов, которые сильно связаны между собой. Однако для условий геомагнитных возмущений и для высоких широт численная модель UAM более адекватно с физической точки зрения описывают среду, в то время как эмпирические модели не воспроизводят наблюдающиеся вариации ионосферы [16–18]. Перспективным представляется использование модели UAM для корректировки параметров модели ионосферы, используемых системами позиционирования. Модель учитывает положение овала высыпаний, потоки высыпающихся частиц, а также характеристики продольных токов, что особенно важно для высокоширотных областей. Заключение В настоящей работе показано, что современное развитие транспортной инфраструктуры направлено на увеличение ее связи с глобальными навигационными спутниковыми системами. Эта тенденция обусловлена как новациями в сфере правового регулирования в РФ, так и нуждами потребителей (для решения задач логистики, оперативного контроля местоположения и перемещения транспортных средств, построения систем сигнализации и оповещения и т. п.). Все указанные задачи требуют определения координат потребителя с заданной точностью. Из представленного в работе обзора следует, что используемые при определении координат приемника стандартные методики рассчитаны на применение в спокойных гелиогеомагнитных условиях. Для возмущенных периодов, а также особых регионов (например приполярных областей) погрешности определения координат могут увеличиваться на порядки. Для корректного определения координат в возмущенные периоды авторы предлагают использовать для вычисления ионосферной задержки спутниковых сигналов параметры электронной концентрации, полученные с использованием самосогласованных моделей ионосферы. Библиографический список 1. Марков Д. А. Применение ГЛОНАСС в дорожном секторе // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2012. Спецвыпуск. С. 42–45. 2. Емельянова В. Г. Некоторые вопросы применения системы ГЛОНАСС для обеспечения безопасности дорожного движения // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 3. URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=9298.