Восстановление пространственного спектра неоднородностей тропосферы по корреляционным функциям амплитудных флуктуаций

Abstract

Предложен метод численного решения обратной задачи радиопросвечивания турбулентной, стохастически неоднородной тропосферы плоской радиоволной. Метод позволяет восстановить пространственный спектр неоднородностей тропосферы по корреляционным функциям амплитудных флуктуаций радиосигнала геостационарного спутника или по соответствующим энергетическим спектрам. Алгоритм решения основан на переходе к интегральному уравнению с самосопряженным оператором и применении метода α-регуляризации. Показано, что при оптимальных значениях параметра регуляризации пространственный спектр может быть восстановлен для различных моделей тропосферы. Алгоритм решения использован для восстановления пространственного спектра неоднородностей по экспериментальным частотным спектрам амплитудных флуктуаций радиосигнала.

Запропоновано метод чисельного рішення зворотної задачі радіопросвічування турбулентної, стохастично неоднорідної тропосфери плоскою радіохвилею. Метод дозволяє відновити просторовий спектр неоднорідностей тропосфери по кореляційним функціям амплітудних флуктуацій радіосигналу геостаціонарного супутника або по енергетичним спектрам. Алгоритм рішення задачі ґрунтується на переході до інтегрального рівняння із самоспряженим оператором і використанні методу α-регуляризації. Показано, що при оптимальних значеннях параметра регуляризації просторовий спектр може бути відновлюваний для різних моделей тропосфери. Алгоритм рішення використаний для відновлювання просторового спектра неоднорідностей по експериментальним частотним спектрам амплітудних флуктуацій радіосигналу.

The method of the numerical solution of the inverse problem of the radio occultation by plane wave for the stochastically non-uniform troposphere is proposed. The method allows reconstructing non-uniformities troposphere spatial spectrum by the correlation functions of amplitude fluctuations of the geostationary satellite radio signals (or appropriate power spectra). The solution algorithm is based on the conversion into the equation with self-adjoint operator and using α-regularization method. It is shown that spatial spectrum may be reconstructed at the optimal values of regularization parameter for different troposphere models. The solution algorithm was used for spatial spectrum reconstructing on the experimental frequency spectra of the radio signal amplitude fluctuation.