Ионосфера Земли нижняя. Модель глобального распределения концентрации и эффективной частоты соударений электронов для прогнозирования низкочастотных радиополей

ГОСТ Р 25645.157-94 Ионосфера Земли нижняя. Модель глобального распределения концентрации и эффективной частоты соударений электронов для прогнозирования низкочастотных радиополей (Разделы 1-4. Раздел 5, таблицы 3-237).

ГОСТ Р 25645.157-94 Ионосфера Земли нижняя. Модель глобального распределения концентрации и эффективной частоты соударений электронов для прогнозирования низкочастотных радиополей (Раздел 5, таблица 238-376, Приложение 1).

ГОСТ Р 25645.157-94

Группа T27

ОКСТУ 0080

Дата введения 1995-07-01

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Научным конструкторско-технологическим бюро "Радиофизика" при Санкт-Петербургском госуниверситете Министерства науки и технической политики России и Всероссийским научно-исследовательским институтом стандартизации (ВНИИстандарт) Госстандарта России

2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 01.11.94 N 265

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

ВВЕДЕНИЕ

     В основу государственного стандарта положена глобальная модель концентрации и эффективной частоты соударений электронов в нижней ионосфере, разработанная в Научно-конструкторском технологическом бюро "Радиофизика". При построении модели использованы следующие основные принципы. На высотах более 75-80 км для дневных условий и на высотах более 95-100 км для ночных для геомагнитных широт ниже 60° модели высотных зависимостей построены с учетом данных ГОСТ 25645.146. На более низких высотах величины найдены в результате согласования расчетных и экспериментальных данных о распространении радиоволн преимущественно очень низкочастотного (ОНЧ) диапазона. В связи с тем, что использованные ОНЧ-данные представляют собой усредненные по большому объему измерений значения характеристик распространения (усреднение по времени и в пространстве для однородных условий), модели также характеризуют усредненные распределения .

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

     Настоящий стандарт устанавливает модель глобального распределения значений концентрации и эффективной частоты соударений электронов в ионосфере Земли в интервале высот 45-105 км для любого времени суток, различных дней года и уровней солнечной активности, для любой точки земного шара.

     Стандарт предназначен для оценки средних ионосферных условий функционирования существующих и проектируемых средств радиосвязи, радионавигации и других радиотехнических средств в диапазоне очень низких частот (далее - ОНЧ) (а также для оценок в диапазоне низких частот) и для приближенных оценок воздействия заряженных частиц на технические устройства, функционирующие в нижней ионосфере Земли.

     Стандарт не распространяется на периоды ионосферных возмущений.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

     В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

     ГОСТ 24375-80 Радиосвязь. Термины и определения

     ГОСТ 25645.146-89 Ионосфера Земли. Модель глобального распределения концентрации, температуры и эффективной частоты соударений электронов

3 ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

     В настоящем стандарте применяются следующие термины:

     - ионосфера Земли нижняя - часть ионосферы, расположенная приблизительно между 45 и 100 км над поверхностью Земли;

     - эффективная частота соударений электронов () - суммарная частота соударений электронов с нейтральными частицами и ионами, рассчитанная по формулам газокинетической теории;

     - солнечная активность - комплекс процессов, происходящих в атмосфере Солнца, оказывающих воздействие на межпланетное пространство и, в частности, на Землю; уровень солнечной активности характеризуется индексами; наиболее употребляемый индекс - число Вольфа;

     - очень низкие частоты (ОНЧ) - радиочастоты 3-30 кГц, низкие частоты (НЧ) - радиочастоты 30-300 кГц, средние частоты (СЧ) радиочастоты 300-3000 кГц (ГОСТ 24375);

     - ионосферное возмущение - нарушение в распределении ионизации в слоях ионосферы, которое превосходит обычно изменения средних характеристик ионизации для данных географических условий (ГОСТ 24375);

     - зенитный угол Солнца () - центральный угол между отвесной линией и направлением на Солнце;

     - число Вольфа () - международное относительное число солнечных пятен, определяемое ежесуточно;

     - среднее значение числа Вольфа () - значение, полученное усреднением ежесуточных чисел Вольфа за интервал в 31 сут, центрированный на заданную дату;

     - исправленные геомагнитные координаты - геомагнитные координаты, учитывающие отличие реального геомагнитного поля от дипольного (при их расчете наряду с дипольным используют более высокие члены разложения геомагнитного поля по сферическим гармоникам).

4 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

4.1 Для определения концентрации и эффективной частоты соударений электронов на различных высотах задают:

     - географическую широту выбранной точки в градусах;

     - географическую долготу выбранной точки в градусах;

     - дату (число, месяц);

     - местное время в часах или зенитный угол Солнца в градусах;

     - среднее значение числа Вольфа

4.2 Значения для северного полушария приведены в разделе 5 (таблицы 3 - 372) на ряде фиксированных высот для следующих исходных данных (указанных над таблицами):

     - для месяцев января, июня, сентября, ноября; при этом значения параметров отнесены к 15 числу каждого месяца (для 0° принято одно значение для всех месяцев, формально посчитанное для 15 января);

     - средних значений чисел Вольфа 10 и 100;

     - зенитных углов Солнца (местного времени), указанных в таблицах ;

     - географических координат северного полушария, указанных в таблице 1.

     В таблице 1 указан также интервал по долготе , в пределах которого электронная концентрация отличается от табличной не более чем на 10%, а также номера таблиц, в которых приведены значения , соответствующие указанным координатам

4.3 Значения для южного полушария определяют по таблицам для северного полушария для координат, указанных в таблице 2, со сдвигом по сезону на ±6 мес.

4.4 Эффективная частота соударений электронов принята не зависящей от времени суток, числа Вольфа и долготы. Значения приведены в таблицах 373 - 376 для тех же месяцев, высот и широт, что и значения . Для южного полушария значения совпадают со значениями для северного полушария со сдвигом по сезону на ±6 мес.

4.5 Если заданные гелиогеофизические условия и координаты выбранной точки совпадают с данными, для которых составлены таблицы (долгота выбранной точки попадает в интервал ), то значения и на фиксированных высотах определяют непосредственно из таблиц. Для промежуточных координат, высот и гелиогеофизических условий и определяют линейной интерполяцией логарифма и , представленных в таблицах, по высоте, времени суток (зенитному углу), координатам, дате, уровню солнечной активности. При интерполяции по координатам рекомендуется использовать схему, представленную на рисунке A.1 (приложение А), на которой точки соответствуют координатам , таблицы 1, а отрезки прямых линий соответствуют интервала

м .

4.6 В дневных условиях (85°) для низких и средних широт погрешность модельных значений наименьшая в диапазоне высот 65-75 км и составляет 10%. При понижении высоты ошибка возрастает и приведенное значение может отличаться от реального среднего до двух раз на высоте 50 км. Для высот более 75 км погрешность составляет +20%.


Таблица 1 - Координаты точек северного полушария и интервалы по долготе, для которых приведены значения

			Январь		Июнь		Сентябрь		Ноябрь
			10	100	10	100	10	100	10		100
			Номера таблиц
0°	90°	0°-360°	3	4	3	4	3	4		3	4
30°	90°	0°-180°	5	6	97	98	189	190		281	282
30°	250°	-	7	8	99	100	191	192		283	284
30°	285°	-	9	10	101	102	193	194		285	286
30°	320°	-	11	12	103	104	195	196		287	288
40°	90°	0°-180°	13	14	105	106	197	198		289	290
40°	250°	-	15	16	107	108	199	200		291	292
40°	285°	-	17	18	109	110	201	202		293	294
40°	320°	-	19	20	111	112	203	204		295	296
45°	250°	-	21	22	113	114	205	206		297	298
45°	285°	-	23	24	115	116	207	208		299	300
45°	320°	-	25	26	117	118	209	210		301	302
50°	90°	5°-180°	27	28	119	120	211	212		303	304
50°	215°	-	29	30	121	122	213	214		305	306
50°	250°	-	31	32	123	124	215	216		307	308
50°	285°	-	33	34	125	126	217	218		309	310
50°	320°	-	35	36	127	128	219	220		311	312
55°	215°	-	37	38	129	130	221	222		313	314
55°	250°	-	39	40	131	132	223	224		315	316
55°	285°	-	41	42	133	134	225	226		317	318
55°	320°	-	43	44	135	136	227	228		319	320
55°	355°	-	45	46	137	138	229	230		321	322
60°	90°	10°-100°	47	48	139	140	231	232		323	324
60°	165°	110°-180°	49	50	141	142	233	234		325	326
60°	215°	-	51	52	143	144	235	236		327	328
60°	250°	-	53	54	145	146	237	238		329	330
60°	285°	-	55	56	147	148	239	240		331	332
60°	320°	-	57	58	149	150	241	242		333	334
60°	355°	-	59	60	151	152	243	244		335	336
65°	90°	60°-120°	61	62	153	154	245	246		337	338
65°	215°	-	63	64	155	156	247	248		339	340
65°	250°	-	65	66	157	158	249	250		341	342
65°	285°	-	67	68	159	160	251	252		343	344
65°	320°	-	69	70	161	162	253	254		345	346
65°	355°	-	71	72	163	164	255	256		347	348
70°	30°	15°-45°	73	74	165	166	257	258		349	350
70°	90°	60°-120°	75	76	167	168	259	260		351	352
70°	180°	-	77	78	169	170	261	262		353	354
70°	215°	-	79	80	171	172	263	264		355	356
70°	285°	-	81	82	173	174	265	256		357	358
70°	355°	-	83	84	175	176	267	268		369	360
75°	90°	60°-120°	85	86	177	178	269	270		361	362
75°	215°	-	87	88	179	180	271	272		363	364
75°	355°	-	89	90	181	182	273	274		365	366
80°	90°	15°-180°	91	92	183	184	275	276		367	368
80°	285°	265°-295°	93	94	185	186	277	278		369	370
90°	90°	-	95	96	187	188	279	280		371	372

Таблица 2 - Координаты точек южного полушария и интервалы по долготе, для которых приведены значения

			Июль		Декабрь		Март		Май
			10	100	10	100	10	100	10	100
			Номера таблиц
2°	269°	0°-360°	3	4	3	4	3	4	3	4
34°	261°	-	5	6	97	98	189	190	281	282