Вестник Кольского научного центра РАН. 2015, №1.

Е.Д. Терещенко, А.Н. Миличенко, М.В. Швец и др. в их положении. В этом случае более удобна величина, которую называют вертикальным полным электронным содержанием (ВПЭС). Для того чтобы привязать ПЭС к какой-либо высоте на линии зрения и получить ВПЭС, используют приближение тонкого фазового экрана [8], согласно которому изменения в сигнале происходят лишь на этом экране, расположенном на какой-то высоте. При обработке результатов вычислений выбирается некоторая высота h , на которой находится центр тяжести профиля электронной концентрации, построенного вдоль линии зрения, или высота, в области которой считается, что ионосфера дает наибольший вклад в ПЭС вдоль линии зрения. В месте пересечения луча зрения с этой высотой, которую называют ионосферной точкой (точкой прокола или прокалывания ионосферы, англ. ionosphere pierce point, IPP), выполняется геометрический пересчёт наклонного ПЭС в ВПЭС. I v = I s 1- r Re •cos(s)^ R +h (7) где I V - вертикальное полное электронное содержание; IS - наклонное полное электронное содержание; Re - средний радиус Земли; h - высота ионосферной точки; s - угол возвышения спутника. При выборе ионосферной точки обычно полагают, что этот выбор для спутников ГНСС не критичен при высоте угла возвышения более 30°, а высота 400 км вполне подходит для решения большинства задач [3]. Тем не менее, выбор высоты пересчета ПЭС в ВПЭС всегда определяется в каждом конкретном случае в зависимости от решаемой задачи. 1.2. Методы определения ПЭС Для того чтобы получить точные оценки ПЭС, необходимо удалить из рассчитываемых величин вклад дифференциальных кодовых задержек - основной источник ошибки при определении ПЭС. Величины дифференциальных кодовых задержек различны у различных спутников ГНСС и приемников. Помимо необходимости определения дифференциальных кодовых задержек существует проблема их стабильности. Большинство оценок основано на предположении, что величины этих задержек постоянны в течение суток и даже нескольких месяцев [4, 9]. Есть наблюдения, которые показывают, что значения дифференциальных кодовых задержек могут измениться в течение суток и даже в течение часа [10]. При этом их величины зависят от состояния ионосферы. Зарубежные специалисты статистически изучили различие между дифференциальными кодовыми задержками, полученными из данных GPS, для спокойных и возмущенных геомагнитных дней [11]. Оказалось, что среднеквадратичное отклонение дифференциальных кодовых задержек в возмущенные дни больше, чем в геомагнитно спокойные. Учитывая изменчивость поведения высокоширотной ионосферы, проблема определения надежных значений DCBs для расчета ПЭС становится более актуальной. Для определения DCBs не удается полноценно использовать инструментальные методы. Лишь малое число приемников имеет внутреннюю систему определения дифференциальных кодовых задержек. Инструментальные задержки спутниковой аппаратуры, полученные при ее калибровке в предпусковой период, плохо согласуются с оценками, получаемыми из наблюдений в процессе эксплуатации спутниковой аппаратуры [4, 12]. Важность определения DCBs для получения надежных оценок ПЭС способствует развитию различных методов. Большинство таких методов рассматривают модели ионосферы в виде сферического бесконечно тонкого слоя в пренебрежении горизонтальными градиентами электронной концентрации и резкими изменениями ионосферы [4, 7, 9-14]. Для анализа используются различные математические методы: наименьших квадратов или сферических гармоник [12-14], фильтрации Кальмана [9], искусственной нейронной сети [15]. Часть моделей проверяет точность своих модельных расчетов, сравнивая их с прямыми ионосферными измерениями радаров, спутников или общепринятыми моделями ионосферы [16-18]. 36 ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 1/2015(20)