Денисенко П.Ф.
Соцкий В.В.
 Статья на сайте eLibrary

Дан сравнительный анализ и краткое описание трёх методов восстановления высотных зависимостей электронной концентрации в ионосфере по ионограммам внешнего спутникового зондирования, содержащим следы отражений зондирующих сигналов от земной поверхности. Во всех методах профили во внешней ионосфере рассчитываются по x-следу ионограммы классическим способом. Для восстановления профилей электронной концентрации во внутренней ионосфере и уточнения критической частоты и высоты максимума слоя F2одновременно используются частотные зависимости групповых путей сигналов, отражённых как от поверхности Земли, так и от области F2 во внешней ионосфере. В двух методах искомые профили представляются слоями из модельных распределений с ограниченным числом параметров, значения которых находятся путём минимизации отклонений расчётных групповых путей от экспериментальных. Полученные профили, могут быть отображены в профили модели International Reference Ionosphere (IRI) по значениям критической частоты и высоты максимума слоя F2, а также двух параметров, определяющих форму профиля в области F, которые рассчитываются дополнительно. Представлен новый (третий) метод, в котором вся внутренняя ионосфера представляется корректируемым профилем из модели IRI. Подгонка профиля под экспериментальные данные проводится путём вариаций ключевых параметров модели. Верификация методов в модельном эксперименте с использованием ракетных измерений электронной концентрации показала, что восстанавливаемые профили хорошо согласуются в области F как друг с другом, так и с ракетным профилем. Показана принципиальная возможность диагностики слоя F1 при высокой точности экспериментальных данных. Приведены примеры расчётов полных (от высоты спутника) профилей по ионограммам спутника ISIS-2. Даны рекомендации по практическому применению методов.

На английском языке
Methods for correction of the altitude electron density profiles of the IRI model for the internal ionosphere from satellite sounding data
Denisenko P.F.
Sotsky V.V.

We offer a comparative analysis and a brief description of three methods for reconstruction of altitude dependences of the ionospheric electron density from topside satellite ionograms containing traces of sounding signal reflections from the Earth surface. In all methods, topside profiles are calculated from the x trace of the ionogram in the classical way. To reconstruct the electron density profiles in the inner ionosphere and refine the cutoff frequency and the altitude of the F2-layer maximum, frequency dependences of the group paths of signals reflected both from the Earth surface and from the F2 region in the topside ionosphere are simultaneously used. In two methods, the desired profiles are represented by layers of model distributions with a limited number of parameters, the values of which are found by minimizing the deviations of the calculated group paths from the experimental ones. The resulting profiles can be mapped into IRI model profiles for the cutoff frequency and the altitude of the F2-layer maximum, as well as two parameters determining the shape of the profile in the F region, which are additionally calculated. A new (third) method is given in which the entire inner ionosphere is represented by the corrected profile from the IRI model. The profile is fitted to the experimental data by varying the key parameters of the model. Verification of the methods in a model experiment using rocket measurements of the electron density showed that the reconstructed profiles are in good agreement in the F region with each other and with the rocket profile. A fundamental possibility for diagnosing the F1 layer based on high-accuracy experimental data is shown. Examples of calculations of the total (the satellite altitude) profiles from the satellite ISIS-2 ionograms are given. Recommendations on the practical use of the methods are formulated.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2022_65_09_713