Сеть интернет-управляемых ВЧ приемников для ионосферных исследований

Abstract

Приведено описание сети ВЧ приемников, предназначенных для многопозиционного мониторинга ионосферы. В настоящее время она включает девять пунктов наблюдения, расположенных в высоких, средних и низких широтах обоих полушарий Земли. Базовыми элементами сети являются малоразмерные приемно-измерительные комплексы, созданные в Радиоастрономическом институте Национальной академии наук Украины (РИ НАНУ) на базе персонального компьютера, оборудованного серийными цифровыми приемными модулями. Разработанное авторами программное обеспечение позволяет осуществлять удаленное управление комплексами по сети Интернет. В качестве пробного излучения используются ВЧ сигналы специальных передатчиков и широковещательных радиостанций, которые обрабатываются с помощью алгоритмов доплеровской и импульсной селекции. При работе в режиме интернет-управления результаты наблюдений в реальном времени передаются на центральный сервер, где происходит их автоматическая обработка и отображение на веб-странице отдела Радиофизики геокосмоса РИ НАНУ. Приведены примеры использования результатов наблюдений, полученных при помощи сети ВЧ приемников, для диагностики динамических процессов в околоземной плазме. Продемонстрированы преимущества многопозиционного режима проведения исследований. Рассмотрена возможность модернизации приемных комплексов, в результате которой можно будет измерять углы прихода сигналов.

Описується мережа ВЧ приймачів, призначених для багатопозиційного моніторингу іоносфери. Наразі вона налічує дев’ять пунктів спостереження, розташованих у високих, середніх та низьких широтах обох півкуль Землі. Базовими елементами мережі є малорозмірні приймально-вимірювальні комплекси, створені в Радіоастрономічному інституті Національної академії наук України (РІ НАНУ) на базі персонального комп’ютера, обладнаного серійними цифровими приймальними модулями. Розроблене авторами програмне забезпечення дозволяє здійснювати віддалене керування комплексами через мережу Інтернет. У якості пробного випромінювання використовуються ВЧ сигнали спеціальних передавачів та широкомовних радіостанцій, котрі обробляються за допомогою алгоритмів допплерівської та імпульсної селекції. У режимі інтернет-керування результати спостережень в реальному часі передаються на центральний сервер, де вони автоматично обробляються та відображуються на веб-сторінці відділу Радіофізики геокосмосу РІ НАНУ. Наводяться приклади використання результатів спостережень, отриманих за допомогою мережі ВЧ приймачів, для діагностики динамічних процесів у навколоземній плазмі. Продемонстровано переваги багатопозиційного режиму виконання досліджень. Розглянуто можливість модернізації приймальних комплексів, в результаті якої буде можливим вимірювати кути приходу сигналів.

A network of HF receivers intended for multi-position monitoring of the ionosphere is described. At present, it includes nine observation sites located at high, middle and low latitudes in both hemispheres of the Earth. The basic element of the network is a small-size receiving and measuring units designed at the Institute of Radio Astronomy (IRA) of the National Academy of Sciences of Ukraine (NASU) on the basis of a personal computer equipped with commercial digital receiving modules. Software packages developed by the authors make it possible to remotely control the facilities via the Internet network. The received emissions are HF signals from special transmitters and broadcast radio stations. These are processed using Doppler and pulse selection algorithms. In the Internet-controlled mode, the observation results are transferred to the main server in real time to be automatically processed and visualized at the website of the IRA NASU’s Department of Radiophysics of Geospace. Several examples of using the observation results obtained with the HF receiver network for diagnostics of dynamic processes in the near-Earth plasma are presented. The advantages of the multi-position mode of observations are discussed. The possibility of upgrading the HF facilities to provide measuring angles of arrival of signals is considered.