Геомагнетизм и аэрономия, 2021, T. 61, № 5, стр. 599-609

1. ВВЕДЕНИЕ

Основным источником корректно локализованных данных о положении главного ионосферного максимума – пика слоя F2 ионосферы являются ионозонды вертикального радиозондирования (ВЗ) ионосферы. Несмотря на то, что их функционирование может быть основано на различных типах локационных сигналов, интерпретация данных радиозондирования – ионограмм ВЗ выполняется в мировой практике, в основном, двумя программами автоматического распознавания регистрируемых следов отражения от ионосферы и последующего восстановления высотной зависимости электронной плотности. По степени применимости их можно расположить следующим образом: ARTIST, используемая только в ионозондах DPS-4 [Galkin et al., 2008], и более универсальная – Autoscala [Pezzopane, Scotto, 2004], адаптируемая для различных ионозондов [Pezzopane et al., 2010]. В каждой из программ можно выделить два базовых модуля: распознавание частотной зависимости группового запаздывания сигналов однократного отражения от ионосферы с выделением следов отражений от ионосферных слоев на иoнограмме и инверсии нормализованной ионограммы в высотный профиль электронной плотности. В силу того, что ионограммы ВЗ формируются в условиях зависимости распределения ионосферной плазмы от гелиогеофизического фона, а также, учитывая факторы ионосферной изменчивости, неопределенности и динамических (волновых) возмущений, их структура может быть очень сложной. Задача распознавания образов, как правило, основана на наборе определенных стандартных образцов данных и при значительных отклонениях от них ионограмма может быть классифицирована как неподходящая для обработки или интерпретирована некорректно. При неправильном распознавании треков на ионограмме ионосферные параметры и, в частности, положение главного ионосферного максимума будет определено со значительной погрешностью, что в последующем может проявиться, например, в наличии систематической особенности в ионосферных моделях, основанных на статистических экспериментальных данных.

В работе [Pezzopane, Scotto, 2007] приведены результаты сопоставления точностных характеристик программ автоматической обработки ионограмм ARTIST (версия 4) и Autoscala для плазменной частоты в максимуме слоя F2 – foF2 на данных, полученных одним ионозондом – DPS-4 (Рим) в 2005–2006 гг. в условиях среднего уровня солнечной активности. Показано, что, в целом, обе программы имеют сравнимую эффективность в оценке данного параметра, различаясь в конкретных случаях вследствие особенностей в структуре исходных данных. Погрешности в оценке высоты максимума слоя F2 исследовались в работе [Chen et al., 1994] для системы DPS (Digisonde)-ARTIST для сезонов 1990 г. – максимума солнечной активности. Показано, что в сравнении с практически прямыми измерениями пика слоя F2 радаром некогерентного рассеяния (НР) в MillstoneHill, отмечается систематическое отрицательное отклонение значений, полученных из данных ионозонда Digisonde 256 с системой обработки ARTIST 4 с наибольшим значением для июня месяца ~–17 км. В публикации [Perrone et al., 2020], также на основе данных НР в MillstoneHill, но только в локально полуденное время, за период 2000–2016 гг. в спокойных условиях (селектированные данные), отмечается, что для результатов DPS-Autoscala усредненное расхождение в высоте максимума слоя F2 существенно меньше и составляет ~–1 км со стандартом ~11 км. Более расширенное исследование тех же данных на суточном интервале времени [Scotto and Sabbagh, 2020] дает большие оценочные значения для статистических параметров hmF2: среднее смещение ~–10 км со стандартом отклонения ~16 км для DPS-Autoscala и с несколько большей систематической погрешностью для комплекса DPS-ARTIST.

В данной работе представлены результаты анализа оценки параметров максимума слоя F2 ионосферы [foF2, hmF2] двумя системами автоматического масштабирования ионосферных параметров, функционирующими в составе ионозондов DPS-4 (DPS-ARTIST) и “Парус-А” (Парус-Autoscala) в ИЗМИРАН, для 2018 г. – года низкой солнечной активности.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

В ИЗМИРАН ведутся регулярные обсерваторские наблюдения состояния ионосферы двумя ионозондами: “Парус-А” [Гивишвили, Лещенко, 2019], данные которого наряду с автоматической системой их интерпретации – Autoscala [Kra-sheninnikov et al., 2010] подвергаются независимой операторской обработке часовых регистраций, и DPS-4 с программой распознавания ионограмм ARTIST (версия 5) [Панченко, 2019]. Каждая система обработки данных ВЗ имеет в своем составе модуль восстановления высотной зависимости электронной плотности – N(h)-профиля [Scotto, 2009; Reinisch, Huang, 1983]. Разность во времени съема ионограмм составляет 1 мин, что можно рассматривать, как практически одновременную работу ионозондов. На рисунке 1 приведен пример ионограмм ВЗ, полученных двумя ионозондами и обработанных соответствующими программами распознавания. Видно, что они, в высокой степени, идентичны, что и проявляется в оценке foF2: 5.60 МГц в обоих случаях. Но в высоте максимума расхождение существенное: 198 км для системы DPS-ARTIST и 230 км – для Парус-Autoscala. Также можно видеть и заметное различие в высотных профилях электронной плотности, в частности, в области слоя F1, для которого высота максимума – hmF1 оценивается как 156 км системой DPS-ARTIST и 174 км – системой Парус-Autoscala. Операторская обработка ионограммы с программой оценки N(h)-профиля на основе метода [Titheridge, 1988] дает значение для hmF2 в 207 км и с более реалистичным высотным ходом электронной плотности в области слоя F1 для осеннего сезона с максимальной высотой – 158 км (рис. 2). (Для слоя F1 в данной ситуации более корректно говорить не о высоте максимума, а о максимальной высоте, поскольку слой является частично развитым).

Из рисунка 1 видны особенности алгоритмов работы программ автоматической обработки ионограмм ВЗ. Для алгоритма программы ARTIST характерно выделение трека всего следа обыкновенной ветви ионограммы (рис. 1, левая панель). Этому способствует технология работы ионозонда с раздельным излучением волн круговой поляризации, что видно по качественному разделению следов магнитоионных компонент зондирующих волн. Инверсия дискретизированных точек трека выполняется по классической схеме – от начала следа слоя E до последней точки отражения от слоя F2 и последующей модельной экстраполяцией на внешнюю часть ионосферы. Обращение к модельным представлениям ионосферы при расчете N(h)-профиля производится только при определении стартовой точки с учетом области ненаблюдаемой электронной концентрации (D-область) и E–F “долины” межслоевой ионизации.

В алгоритме Autoscala (версия 5.1) выделяются только треки магнитоионных компонент отражения от слоя F2 до точки смыкания со следами моды F1 (или слоя E при отсутствии F1) и определяется критическая частота слоя F1 [Pezzopane, Scotto, 2008]. Для работы программы не требуется иметь строгого разделения магнитоионных ветвей ионограммы в приемном устройстве ионозонда. Она может функционировать даже при отсутствии такого разделения, что определяет ее универсальность и возможность адаптации к различным ионозондам [Pezzopane et al., 2010], в том числе и не имеющим ортогональных приемных антенн. Однако привлечение внешних модельных представлений более широкое. И поскольку модели медианные, то в конкретных условиях они могут иметь существенные отличия от текущих зависимостей ионосферных параметров, что, в частности, можно видеть из хода электронной плотности на высотах слоя F1 (рис. 1). Сравнивая его с результатами операторской оценки N(h)-профиля (рис. 2) и программы ARTIST (рис. 1) можно заключить: слой в целом выглядит преувеличенным в своем развитии для данного сезона (такая форма слоя F1 более характерна для летнего сезона) и имеет завышенную максимальную высоту слоя F1 – hmF1 (174 км против 156 км – рис. 1 и 158 км – рис. 2).

В операторской обработке данных, здесь и далее рассматриваемой как эталон, распознавание следов по ионосферным областям и выделение треков выполняется квалифицированным оператором в соответствии с правилами URSI по интерпретации ионограмм [Руководство, 1978]. Восстановление высотного профиля выполняется программой MPOLAN, являющейся модификацией программы POLAN [Titheridge, 1988] с добавлением модели СМИ-88 для описания D- и нижней части E-слоев ионосферы, как областей ненаблюдаемой электронной плотности (рис. 2). В алгоритме POLAN имеется существенное отличие от программ восстановления N(h)-профиля ARTIST и Autoscala: всегда выполняется процедура экстраполяции высотного профиля электронной плотности до высоты максимума слоя F2, как обязательно развитого слоя, на основе его аналитического представления слоем Чепмена (отмечено овалом на рис. 2).

Массив анализируемых данных составили часовые ионограммы в средние месяцы сезонов 2018 г.: январь, апрель, июль и октябрь. Медианные значения hmF2 для каждого часа представлены на рис. 3, и видна общая закономерность: в околополуденное время имеется систематическое отрицательное отклонение результатов DPS-ARTIST для всех сезонов года. Наибольшее расхождение приходится на летний сезон – июль. Для данного месяца наблюдается значительное расхождение с эталонной обработкой и для комплекса Парус-Autoscala, хотя, в целом по году, оно статистически существенно менее значимо. Минимальное расхождение приходится на осенний сезон, когда структура ионограмм наиболее близка к классифицированным образам. Средние значения часовых среднеквадратичных отклонений от медианных значений приведены в табл. 1, что дает представление об устойчивости методов оценки параметра hmF2 – операторская обработка данных ВЗ дает минимальный статистический разброс на множестве измерений.

На рисунке 4 представлены распределения отклонений параметра hmF2 от эталона для зимнего (январь) и летнего (июль) сезонов года (как имеющие минимальные и максимальные статистические моменты 1-го порядка) в автоматических процедурах анализа данных ВЗ ионосферы. Числовые значения медианных отклонений foF2 и hmF2 сведены в табл. 2, где $\Delta {\kern 1pt} {{f}_{p}}$ относится к плазменной частоте, а $\Delta {{h}_{p}}$ – к истинной высоте максимума слоя F2. Можно видеть существенные различия в оценке высоты главного ионосферного максимума двумя рассматриваемыми автоматическими средствами распознавания ионограмм ВЗ, в частности, систематическое значительное занижение hmF2 в локально полуденное время в результатах работы системы DPS-ARTIST, что особенно ярко выражено для летнего периода. Для комплекса Парус-Autoscala такое поведение отмечается только для летнего сезона и существенно менее значимо по величине эффекта. Распределение отклонений плазменной частоты в максимуме слоя F2 для июля 2018 г. – рис. 5, показывает наличие значимого локального максимума в результатах комплекса DPS-ARTIST для аргумента –0.5 МГц, что отсутствует для комплекса Парус-Autoscala.

3. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

Отличительной особенностью отклонений высоты hmF2 от эталонных значений в июле месяце для DPS-ARTIST является не только большое значение медианы, но и сильная асимметрия функции распределения (рис. 4) со значительной долей случаев с аргументом, лежащим в интервале – 40–50 км. Асимметрия функции распределения является причиной значительного расхождения медианы и среднего отклонения: медиана – –18 км, среднее – –24 км. По-видимому, причиной является крайне сложная структура ионограмм ВЗ в летнее околополуденное время при низкой солнечной активности, в которой след отражения от слоя F2 имеет малый частотный интервал существования, а зачастую он практически вырождается, например, при повышенных значениях геомагнитной возмущенности. Напротив, след отражения от слоя F1 является хорошо развитым, поскольку уровень солнечной и геомагнитной активности влияет на него значительно слабее, чем на слой F2. Пример такой ионограммы можно видеть на рис. 6 (левая панель) для 03:01 UT 10.07.2018 г., когда имело место локальное временнóе возрастание геомагнитной возмущенности (индекс Kp ~ 4 в интервале 00–06 UT), для которого ARTIST ошибочно принял след отражения от слоя F1 за трек 1F2 и, как следствие, определил высоту положения главного ионосферного максимума на 184 км и соответственно foF2 – 3.1 МГц. В режиме операторской обработки высота максимума слоя F2 имеет вполне корректное, несколько более высокое, чем в спокойных условиях, значение – 262 км и foF2 – 3.4 МГц. Статистически данное обстоятельство отражается и в наличии локального максимума в отклонениях плазменной частоты на рис. 5, левая панель с аргументом ~ –0.5 МГц. У программы Autoscala асимметрия функции распределения $\Delta {{h}_{p}}$ для июля гораздо ниже (рис. 4, правая панель), но это не признак более достоверной работы со сложными ионограммами. Зачастую, как например, для случая рис. 6, левая панель, она может интерпретировать след необыкновенной компоненты как базовый трек О-компоненты и по нему получить завышенное значение foF2 или просто не дать никакого результата обработки.

Другой причиной, формирующей отрицательное значение медианы отклонений hmF2, может быть пренебрежение асимптотическим характером действующей высоты вблизи максимума слоя, в основе которого лежит фактор поглощения зондирующих радиоволн в ионосферной плазме [Дэвис, 1973], особенности которого при вертикальном радиозондировании рассмотрены в работе [Zawdie et al., 2017]. Его физические основы можно понять, анализируя соотношение для столкновительного механизма поглощения в изотропной плазме [Дэвис, 1973],

где ${{\chi }} = {{XZ} \mathord{\left/ {\vphantom {{XZ} {2\mu ,}}} \right. \kern-0em} {2\mu ,}}$ $X = {{\omega _{N}^{2}} \mathord{\left/ {\vphantom {{\omega _{N}^{2}} {{{\omega }^{2}}}}} \right. \kern-0em} {{{\omega }^{2}}}},$ $Z = {{{{\nu }_{e}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{\nu }_{e}}} \omega }} \right. \kern-0em} \omega },$ ${{\mu }^{2}} = 1 - X;$ ${{\omega }_{N}} = 2\pi {{f}_{N}}$ – циклическая плазменная частота; ${{\nu }_{e}}$ – эффективная частота соударений электронов с нейтральными молекулами и ионами газов ионосферной плазмы; $L$ – лучевая траектория; $\mu $ – вещественная часть показателя преломления; ${{k}_{0}}$ – модуль волнового вектора. Для радиоволны рабочей частоты ионозонда, отражающейся от ионосферы, существует два выделенных участка вдоль лучевой траектории, на которых поглощение проявляется наиболее значимо: а) при прохождении слоя D и нижней части слоя E, где значения произведения эффективной частоты соударений и плазменной частоты электронов максимальны и б) вблизи точки отражения, где показатель преломления μ обращается в нуль. Если поглощение на первом участке уменьшается по мере увеличения частоты, то на втором – оно резонансно растет с приближением точки отражения к максимуму ионосферного слоя, в силу возрастания длины участка лучевой траектории с малым показателем преломления из-за слабого высотного градиента электронной плотности. Следовательно, в силу ограниченности излучаемой мощности не существует информативной частоты, для которой зондирующая радиоволна отражалась бы идеально в максимуме ионосферного слоя, где производная плазменной частоты по высоте обращается в нуль, т.е. критические частоты явно выраженных ионосферных слоев являются асимптотическими величинами. Это можно видеть на примере ионограммы, приведенной на рис. 6, левая панель, для E-слоя ионосферы, где имеется значительный частотный интервал между асимптотами конечного следа E и начального следа F1 мод. При инверсии данных ВЗ в N(h)-профиль отсутствующие частотные участки, такие, например, как от нуля до начальной частоты ионограммы, замещаются модельными представлениями, а от последней точки восстановленного профиля, в общем случае, необходимо выполнить операцию экстраполяции до точки разворота высотной зависимости электронной плотности. Такая экстраполяция может, например, выполняться в предположении аналитического представления плазменной частоты в окрестности пика слоем Чепмена [Дэвис, 1973] где $f_{{{{N}_{{\max }}}}}^{2}$ – значение плазменной частоты в максимуме; ${{h}_{m}},$ ${{y}_{m}}$ – высота и характерный масштаб слоя. Требуется построить функцию такую, чтобы функционал где ${{w}_{i}}$ – весовые коэффициенты экспериментальных точек профиля $f_{{{{N}_{e}}}}^{2}\left( {{{h}_{i}}} \right)$ данного слоя, определяющие степень влияния слагаемого, имел минимальное значение. Величины весовых коэффициентов уменьшаются при удалении от последней экспериментальной точки N(h)-профиля анализируемого слоя.

Подобная процедура работает в программе MPOLAN, но, по-видимому, она отсутствует в программах ARTIST и Autoscala, в которых за максимум слоя принимается последняя точка высотного профиля, полученная по экспериментальным данным. На рисунке 6, правая панель, это проявляется в наличии явного разрыва производной плазменной частоты по высоте в точке, принимаемой за максимум слоя F2, где происходит соединение экспериментальных данных с аналитическим эмпирическим продолжением N(h)-профиля на высоты верхней ионосферы. Следствием являются заниженные значения foF2 и hmF2: 4.5 МГц и 187 км против 4.6 МГц и 227 км в операторской обработке. Заниженные значения параметров максимума F2-слоя в данном случае дает и система Парус-Autoscala: 4.5 МГц и 187 км соответственно.

Важным аспектом работы автоматизированных систем распознавания ионограмм ВЗ является процентное содержание случаев успешной интерпретации следов отражений от ионосферы и последующей оценки ионосферных параметров. Вероятность корректной интерпретации данных ВЗ существенно зависит от сезона, от уровня солнечной активности и технических возможностей комплекса ионозонд – интерпретатор. Так, для условий среднего уровня солнечной активности усредненное за год значение надежности обработки оценивается в ~85–90% для DPS-ARTIST и DPS-Autoscala [Pezzopane, Scotto, 2007]. Наименьший показатель надежности систем ионозонд – интерпретатор имеет место в годы низкой солнечной активности, что видно из рис. 7– для летнего месяца процентное содержание необработанных данных ВЗ может достигать ~40% для системы Парус-Autoscala со средним значением надежности в ~80%. Из приведенных данных может показаться, что система DPS-ARTIST 5 имеет более высокий уровень надежности, но это не так. Как отмечалось в статьях [Pezzopane, Scotto, 2007; Scotto, Sabbagh, 2020], для системы DPS-ARTIST наблюдается существенно более высокий процент некорректной обработки ионограмм с результатами оценки hmF2, значительно выходящими за характерные для данного времени диапазона значений, что можно видеть, в частности, и из рис. 4 и рис. 5, левая панель для июля месяца 2018 г. В целом же, надежность рассматриваемых систем автоматической обработки примерно одинакова, что также соответствует выводам работ [Pezzopane, Scotto, 2007; Scotto, Sabbagh, 2020]. Основные причины провала работы автоматизированных систем обработки: слабое превышение критической частоты слоя F2 над F1 и ослабленная амплитуда трека 1F2, экранировка отражений от вышележащих слоев спорадическим слоем Es и фрагментарность следов ионограммы, обусловленная вариациями ионосферного ослабления зондирующих радиоволн, например, при ионосферных возмущениях. Опытный оператор в значительной степени может компенсировать ряд отрицательных факторов в ионограмме, что и отражается в уровне достоверности результатов операторской обработки данных ВЗ (рис. 7).

4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

В задаче радиофизической диагностики ионосферы единственным методом практически прямого экспериментального измерения высоты максимума слоя F2 является метод некогерентного рассеяния (НР) радиоволн на свободных электронах плазмы, основанный на пропорциональности интенсивности обратного рассеянного сигнала от электронной плотности в области его формирования. Ионозонды ВЗ дают опосредованную величину hmF2 через процедуру инверсии ионограмм в высотный профиль электронной плотности. Результаты достаточно репрезентативного сравнения этих двух технологий в MillstoneHill, для одновременно работающих установок [Chen et al., 1994] для 1990 г. – года максимума солнечной активности – приведены в табл. 3 в виде среднего распределения отклонений ионозондовых данных от эталонных – радара НР. Сравнение с аналогичными распределениями комплекса DPS-ARTIST для 2018 г. (рис. 4) показывает, что средние значения отклонений составляют (табл. 3): для января (–4 км и –9 км), апреля (–14 км и ‒19 км) и июля (–17 км и –24 км) соответственно. В целом, они принципиально близки, хотя в условиях низкой солнечной активности системно несколько выше по абсолютной величине. Причиной является гелиофизический фактор: первые получены в максимуме, а вторые – в минимуме циклов солнечной активности. Как отмечалось выше, разность критических частот слоев F2 и F1 существенно больше в период высокой солнечной активности и соответственно след отражения от слоя F2 выражен более значимо, что и определяет его более корректную распознаваемость и, как следствие, более достоверную оценку параметров максимума слоя F2. Это позволяет заключить: а) рассматриваемая в качестве эталона в данной работе операторская обработка ионограмм с оценкой высотного профиля электронной плотности достаточно достоверна и б) система DPS-ARTIST дает систематически заниженные значения высоты главного ионосферного максимума. По-видимому, это связано, в значительной степени, с отсутствием операции экстраполяции рассчитанного N(h)-профиля на максимум слоя F2, а в околополуденное время в весенне-летний сезон еще и с некорректной интерпретацией следа отражения от развитого слоя F1.

Экспериментальные ионосферные параметры: foF2, hmF2 в локальных точках являются статистической основой для эмпирического моделирования ионосферы, по которым формируются сферические коэффициенты разложения для пространственно-временнóго распределения ионосферных параметров. В международной модели ионосферы IRI исторически foF2 – стандартный параметр ионозонда, а hmF2 определялась из foF2 и M3000F2 на основе приближенных соотношений [Bilitza et al., 1979]. Этот подход является базовой опцией представления высоты максимума слоя F2 – BSE-1979 [Bilitza et al., 2017]. В настоящее время, при наличии достаточно больших массивов данных о положении главного ионосферного максимума как из источников наземных (ионозонды и радары НР), так и спутниковых средств диагностики ионосферы, появляется возможность реализовать для hmF2 аналогичную с foF2 процедуру. В работе [Altadill et al., 2013] это было выполнено на базе данных только ионозондов ВЗ, а в публикациях [Shubin, 2015; Shubin, Gulayeva, 2021] – для обобщенных данных. Поскольку, как показано выше, комплекс DPS-ARTIST, дающий основной вклад в класс международных ионозондовых данных, может высоту слоя F2 заменять высотой слоя F1 (в меньшей степени это может быть и с программой Autoscala), то необходимо применять некий нижний порог для фильтрации допустимых значений hmF2. В модели [Shubin, 2015] такое ограничение составляют 180 км, а в дальнейших реализациях рассматриваемого подхода к моделированию ионосферы нижний предел допустимых значений был увеличен до 200 км – модель GDMI (Global Dynamic Model of the Ionosphere) [Шубин, Деминов, 2019; Shubin, Gulayeva, 2021]. Медианные суточные зависимости foF2 и hmF2 за июль 2018 г., как наиболее представительные из ансамбля анализируемых данных, приведены на рис. 8: сплошными квадратиками – экспериментальные результаты и сплошными линиями – рассчитанные в моделях IRI и GDMI. Модельные кривые построены для среднемесячных оптимизированных параметров числа солнечных пятен (SSN) R – $R_{m}^{g}$ (IRI) и потока радиоизлучения F10.7 – $F_{m}^{g}$ (GDMI) [Крашенинников и др., 2017], которые в условиях низкой солнечной активности близки к фактическим гелиофизическим параметрам. (Число солнечных пятен рассматривается в версии SSN2). Так, для января 2018 г. – $R_{m}^{g}$ = 14, $F_{m}^{g}$ = 74 (реальные сглаженные R и F10.7 – 14 и 74) и для июля 2018 г. – $R_{m}^{g}$ = 8, $F_{m}^{g}$ = 70 (реальные сглаженные – 7 и 70). В применении модели GDMI к медианным данным индекс геомагнитной возмущенности – Kp равнялся 2, что отражает его усредненное значение на месячном интервале. Видно, что имеется общее сходство в характере и особенностях суточного хода модельных кривых и экспериментальных данных параметров максимума слоя F2. Так, обе модели достаточно достоверно описывают суточную зависимость foF2, что свидетельствует об общей корректности выбора управляющих параметров. Для hmF2 следует отметить значительное расхождение модельного представления IRI – IRI_a в варианте AMTB2013 [Altadill et al., 2013]. В базовой опции IRI – IRI_b имеет место общее положительное, а для модели GDMI – общее отрицательное отклонение от измеренных значений. Среднее систематическое смещение составляет: модель IRI ~ +12 км, модель GDMI ~ –4 км. Среднеквадратичное отклонение составляет: модель IRI ~ 13 км, модель GDMI ~ 10 км. То есть, в целом, прямой учет экспериментальных данных по высоте максимума слоя F2 дает существенное улучшение в точности его модельного представления для случая GDMI-модели, но значительно уступает базовому представлению для модели IRI – IRI_a [Altadill et al., 2013], по крайней мере, в период низкой солнечной активности.

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сопоставление результатов автоматической, в комплексах DPS-ARTIST и Парус-Autoscala, и операторской обработки ионограмм в условиях низкой солнечной активности – 2018 г. показывает следующее.

– Высота главного ионосферного максимума – hmF2 в автоматической системе DPS-ARTISTрассчитывается со значительным систематическим отрицательным отклонением, существенно зависящим от сезона и фактора геомагнитной активности, в частности, погрешность максимальна в околополуденное время в летний сезон.

– В целом, система Парус-Autoscala показывает меньшее отклонение от эталонных величин hmF2 и также имеет максимум погрешности в околополуденное время в летний сезон.

– Общий показатель надежности обработки ионограмм примерно одинаков для обоих комплексов.

– Использование в ионосферном моделировании массивов прямых экспериментальных данных по hmF2 позволяет существенно повысить точность пространственно-временнóго описания данного ионосферного параметра.