Физический эксперимент в атмосфере Земли может помочь улучшить работу GPS

Четверг, 28 октября 2021 г.

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e

28.10.2021, 10:30 Исследование демонстрирует новый метод дистанционного мониторинга плазмы в ионосфере и управления волновыми режимами таким образом, который может помочь GPS сделать лучшие расчеты в условиях экстремальной космической погоды.

Атмосфера Земли была использована в качестве «лаборатории» для проведения физического эксперимента в рамках исследования по улучшению работы GPS. 

Ионосфера — верхняя часть атмосферы Земли, простирающаяся на высотах от 80 до 1000 километров от поверхности Земли, в которой ультрафиолетовое и рентгеновское солнечное излучение ионизирует атомы и молекулы, создавая слой плазмы. Впрочем, это не единственная причина возникновения плазмы — высокоэнергетические заряженные частицы и космические лучи также обладают ионизирующим эффектом и могут вносить свой вклад в плотность ионосферной плазмы.

Открытие ионосферы Земли произошло благодаря ранним наблюдениям радиоволн более века назад — было обнаружено их отражение в атмосфере. Этому факту быстро нашлось объяснение — единственной непротиворечивой версией признали отражающий атмосферный слой, состоящий из электронов и ионов. Ранние исследования были направлены на объяснение  изменчивости различных слоев в ионосфере под воздействием таких факторов, как время суток, широта и сезон наблюдения.

Сегодня акцент в исследованиях ионосферы сместился в сторону динамики ионосферных явлений и изучения физики плазмы ионосферы — в частности из-за возмущений, вызванных Солнцем. Эти возмущения динамически увеличивают общее количество ионосферных электронов вследствие чего системы GPS не могут правильно смоделировать это увеличение, что приводит к ошибкам в расчетах местоположения.  

Исследователи провели эксперимент с управляемыми радиолокационными волнами, подавая радиоволны в ионосферу на несколько разных частотах — исследовали возвращенный сигнал. Было обнаружено, что в плазме в ионосфере возбуждаются и смешиваются волны, что приводит к нелинейным эффектам и широкому спектру частот в возвращаемом сигнале. 

Активное управление волновыми модами, возбуждаемыми в ионосфере потенциально может обеспечить улучшенную диагностику ионосферы — в частности, поможет определять температуру, плотность, характеристики магнитного поля и ионный состав. Поправки на все эти факторы способны улучшить расчет местоположения посредством GPS во время возмущений в ионосфере. 

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications. 

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e


Просмотров: 173
Рубрика: Hi-Tech
(CY)

Архив новостей / Экспорт новостей

Ещё новости по теме:

RosInvest.Com не несет ответственности за опубликованные материалы и комментарии пользователей. Возрастной цензор 16+.

Ответственность за высказанные, размещённую информацию и оценки, в рамках проекта RosInvest.Com, лежит полностью на лицах опубликовавших эти материалы. Использование материалов, допускается со ссылкой на сайт RosInvest.Com.

Skype: rosinvest.com (Русский, English, Zhōng wén).

Архивы новостей за: 2018, 2017, 2016, 2015, 2014, 2013, 2012, 2011, 2010, 2009, 2008, 2007, 2006, 2005, 2004, 2003