Введение к работе
Формулировка проблемы и её актуальность
Геомагнитные измерения с борта геостационарных искусственных спутников Земли (ИСЗ) за рубежом начали проводить с конца шестидесятых годов прошлого века. В настоящее время такие измерения, при которых магнитовариационная станция выносится непосредственно в область нахождения токовых систем околоземного космического пространства, то есть - в область расположения внешних источников геомагнитного поля, доступны в реальном времени и составляют неотъемлемый элемент информационного обеспечения работы национальных и международных служб диагностики и прогноза «космической погоды». Именно последним обстоятельством, в значительной степени, определяется актуальность проведения указанных измерений и интерпретации получаемых при этом магнитограмм в точках стояния геостационарных ИСЗ.
Первым отечественным геостационарным ИСЗ, в число задач которого входило и измерение геомагнитного поля в точке стояния, был метеорологический ИСЗ «Электро», запущенный с космодрома Байконур ракетой-носителем "Протон" 31 октября 1994 года. Точка стояния ИСЗ - на экваторе на 76 градусе восточной долготы - находилась над Индийским океаном к югу от Индии.
Инспекция полученных с борта ИСЗ «Электро» магнитограмм показала наличие как пропусков в данных геомагнитных измерений, так и участков данных, значения геомагнитного поля на которых выходили за пределы динамического диапазона магнитометра (±180 нТл). Кроме того, измеренные значения компонент геомагнитного поля (находящиеся в пределах динамического диапазона) в точке стояния ИСЗ «Электро» существенно отличались от их значений, ожидаемых из моделей геомагнитного поля, что могло быть следствием нештатной ориентации немагнитной штанги, на которой были смонтированы датчики магнитометра.
Задачи диссертационной работы
Исходя из вышеизложенного, задачи данной диссертационной работы формулировались следующим образом:
-
Разработать метод определения фактической ориентации немагнитной штанги, на которой были смонтированы датчики бортового магнитометра, относительно системы координат ИСЗ, основанный на требовании максимального совпадения измеренного и модельного единичных векторов геомагнитного поля в точке стояния на магнитоспокойных интервалах.
-
Разработать процедуру коррекции данных измерений геомагнитного поля в точке стояния ИСЗ на нештатную ориентацию немагнитной штанги.
-
На основе решения первых двух задач восстановить набор данных геомагнитных измерений в точке стояния за весь период проведения измерений.
-
Оценить возможности использования восстановленного набора данных геомагнитных измерений для исследования геомагнитных вариаций, наблюдаемых в точке стояния ИСЗ и при благоприятных обстоятельствах провести такое исследование.
Научная новизна работы
Предложен оригинальный метод определения фактической ориентации немагнитной штанги, на которой были смонтированы датчики бортового магнитометра, относительно системы координат ИСЗ, основанный на требовании максимального совпадения измеренного и модельного единичных векторов геомагнитного поля в точке стояния на магнитоспокойных интервалах. Предложена оригинальная процедура коррекции данных измерений геомагнитного поля в точке стояния ИСЗ на нештатную ориентацию немагнитной штанги, с помощью которой удалось восстановить набор данных первых российских геомагнитных измерений в точке стояния на геостационарной орбите за весь период проведения измерений с марта 1997 года по август 1998 года. Впервые по данным геомагнитных измерений с борта российского геостационарного ИСЗ удалось идентифицировать геомагнитные пульсации Рс-5 на геостационарной орбите.
Научная и практическая ценность работы
Научную и практическую ценность работы можно сформулировать следующим образом:
-
Удалось восстановить для использования в научных исследованиях все данные геомагнитных измерений (с марта 1997 года по август 1998 года), впервые проведённых с борта российского геостационарного ИСЗ.
-
Впервые по данным российских геомагнитных измерений на геостационарной орбите удалось идентифицировать геомагнитные пульсации Рс-5.
-
Разработанный в диссертации метод определения фактической ориентации немагнитной штанги, на которой смонтированы датчики бортового магнитометра, может быть использован для восстановления полезной магнитометрической информации при нештатных ситуациях на геостационарных ИСЗ.
-
Анализ восстановленного набора бортовых магнитограмм показал, что длины немагнитной штанги ~ 3 метра недостаточно для того, чтобы полностью исключить влияние помех, создаваемых функционированием бортовых систем ИСЗ, на измерение геомагнитных вариаций в точке стояния.
Основные положения, выносимые на защиту
-
Метод определения фактической ориентации немагнитной штанги, на которой были смонтированы датчики бортового магнитометра, относительно системы координат ИСЗ, основанный на требовании максимального совпадения измеренного и модельного единичных векторов геомагнитного поля в точке стояния на магнитоспокойных интервалах.
-
Процедура коррекции данных измерений геомагнитного поля в точке стояния ИСЗ на нештатную ориентацию немагнитной штанги, с помощью которой удалось восстановить набор данных первых российских геомагнитных измерений в точке стояния на геостационарной орбите за весь период проведения измерений с марта 1997 года по август 1998 года.
-
Факт идентификации геомагнитных пульсаций Рс-5 по данным первых российских геомагнитных измерений на геостационарной орбите.
Личный вклад автора
Все представленные к защите результаты, а именно:
1. Метод определения фактической ориентации немагнитной штанги, на которой были смонтированы датчики бортового магнитометра, относительно системы координат ИСЗ, основанный на требовании максимального совпадения измеренного и модельного единичных векторов геомагнитного поля в точке стояния на магнитоспокойных интервалах.
2. Процедура коррекции данных измерений геомагнитного поля в точке стояния ИСЗ на нештатную ориентацию немагнитной штанги, с помощью которой удалось восстановить набор данных первых российских геомагнитных измерений в точке стояния на геостационарной орбите за весь период проведения измерений с марта 1997 года по август 1998 года.
3. Факт идентификации геомагнитных пульсаций Рс-5 по данным российских геомагнитных измерений на геостационарной орбите.
получены лично автором. В печатных работах, опубликованных совместно с другими соавторами, все соавторы внесли в эти работы одинаковый вклад.
Структура и объем диссертации
