Старший научный сотрудник
Старший научный сотрудник
Радиофизическая модель LWPC предназначена для расчетов распространения радиоволн ОНЧ–НЧ диапазона в волноводном канале земля – ионосфера и является свободно распространяемой программой. По этой причине многие исследователи в области геофизики ионосферы и атмосферы используют ее как инструмент верификации создаваемых ими моделей путем сопоставления теоретических результатов с результатами натурных радиоизмерений. Однако для получения корректных выводов необходимо знать, какую точность обеспечивает LWPC и каково влияние различных параметров модели. Этой информации нет в описании программы, поэтому в данной работе сделана попытка компенсировать указанный недостаток. Анализ рассмотренных нами вариантов позволил сделать следующие выводы. Точность модели составляет ~ 0.1–0.5 дБ для амплитуды и 1° – 5° для фазы и зависит от трассы (координат передатчика и приемника и частоты). На эту точность программа выходит при задании ионосферы с шагом 100–150 км вдоль трассы. Замена встроенных моделей проводимости земной поверхности и магнитного поля Земли на актуальные версии не оказывает существенного влияния на результаты расчетов. Принципиальное отличие получено при замене частот соударений со стандартной экспоненциальной высотной зависимости на значения, вычисленные согласно распределению параметров нейтральной среды. В этом случае различие амплитуд достигло нескольких децибел, а фаз – нескольких десятков градусов.
The LWPC radio-physical model is intended for calculating the propagation of VLF-LF radio waves in the earth-ionosphere waveguide channel. It is an open-access program. Thus, many ionosphere and atmosphere geophysics researchers use the program as a tool for verifying the models by comparing theoretical results with the radio-field measurements. However, it is necessary to know what accuracy LWPC provides and what the influence of various model parameters is in order to obtain correct conclusions. This information is not available in the program user’s guide, so this work makes an attempt to compensate for this shortcoming. Analysis of considered variants allowed us to draw the following conclusions. The accuracy of the model is ~0.1–0.5 dB for amplitude and 1° – 5° for phase and depends on the path (coordinates of the transmitter and receiver and frequency). The program reaches this accuracy when specifying the ionosphere with a step of 100–150 km along the path. Replacing the built-in models of the ground conductivity and the Earth’s magnetic field by actual versions does not have a significant impact on the calculation results. The fundamental difference was obtained by replacing the collision frequencies, which are based on the standard exponential altitude dependence, with values calculated according to the distribution of neutral medium parameters. In this case, the difference in amplitudes reaches several decibels, and phases – several tens of degrees.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.