Определение характеристик тропосферной рефракции в зоне тени по излучению удаленного источника. Часть 1. Модель

Abstract

Статья посвящена разработке модели, имитирующей заход ИСЗ в области геометрической тени, в которой эффекты тропосферной рефракции максимальны. Модель использует численные расчеты, основанные на дифракционных и геометрооптических построениях. Так как в случае с удаленным источником концепция эквивалентного радиуса Земли неприменима, расчеты проведены для Земли натурального радиуса. Результаты расчетов множителя ослабления в области геометрической тени, выполненных по дифракционной теории для виртуального источника, трансформируются на горизонт реального удаленного источника с помощью геометрооптической модели для слоисто-стратифицированной атмосферы. Используется принцип, устанавливающий равенство множителей ослабления на трассах с общим загоризонтным участком. Расчеты множителя ослабления произведены для набора линейно-экспоненциальных профилей коэффициента преломления тропосферы при разных приземных значениях и различных градиентах (от стандартной до почти критической рефракции).

Стаття присвячена розробці моделі, імітуючої захід ШСЗ в області геометричної тіні, у якій ефекти тропосферної рефракції максимальні. Модель використовує числові розрахунки, які ґрунтуються на дифракційних та геометрооптичних побудовах. Так як у випадку з віддаленим джерелом концепція еквівалентного радіуса Землі незастосовна, розрахунки проведено для Землі натурального радіуса. Результати розрахунків множника послаблення в області геометричної тіні, виконаних по дифракційній теорії для віртуального джерела, трансформуються на горизонт реального віддаленого джерела за допомогою геометрооптичної моделі для шарово-стратифікованої атмосфери. Використовується принцип, який встановлює рівність множників послаблення на трасах із загальною загоризонтною ділянкою. Розрахунки множника послаблення виконано для набору лінійно-експоненціальних профілів коефіціента заломлення тропосфери при різних приземних значеннях і градієнтах (від стандартної до майже критичної рефракції).

The paper is devoted to the development of imitating computer model for satellite’s setting in the zone of a geometrical shadow where the effects of troposphere refraction are enhanced. The model uses the numerical calculations based on the diffraction and ray optics principles. The calculations are carried out for the Earth of natural radius, because in the case with a distant source the concept of equivalent radius of the Earth is inapplicable. The results of calculations of attenuation factor in the field of the geometrical shadow, executed according to the diffraction theory for a virtual source, are transformed on the horizon of a real distant source by ray optics modeling for the layered-stratified atmosphere. The principle establishing equality of an attenuation factor on links with the common over-the-horizon site is used. Calculations of attenuation factor are executed for a set of linearly-exponential profiles of troposphere refractive index at different ground values and various gradients (from standard to almost critical refraction)