Please use this identifier to cite or link to this item: http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/4571
Title: Numerical Modeling of Multimode Tweek-Atmospherics in the Earth-Ionosphere Waveguide
Other Titles: Численне моделювання багатомодових твік-атмосфериків у хвильоводі Земля-іоносфера
Численное моделирование многомодовых твик-атмосфериков в волноводе Земля-ионосфера
Authors: Serdiuk, Tetiana M.
Serdyuk, Tatyana N.
Сердюк, Тетяна Миколаївна
Сердюк, Татьяна Николаевна
Shvets, Аleksandr V.
Швець, Олександр Володимирович
Швец, Александр Владимирович
Keywords: Earth-ionosphere waveguide
tweek-atmospheric
lightning location
lower ionosphere diagnostics
хвилевод Земля-іоносфера
твік-атмосферик
локація блискавок
діагностика нижньої іоносфери
волновод Земля-ионосфера
твик-атмосферик
локация молний
диагностика нижней ионосферы
КАТЗ
Issue Date: 2014
Publisher: Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
Abstract: EN: Actuality of the work. Information about the coordinates of lightning received in real time is important to assess the risk for different types of transport, power transmission and communication lines, gas and oil pipelines, protection of forests, open cast mining, industrial and port facilities. Accumulated for a long time data on the frequency of occurrence of lightning within the territory covered by the network can serve for geophysical and meteorological research, and for the purposes of ensuring safety in the design of industrial facilities and transport links. The US, a number of Western European countries, Japan, China and South Korea have national lightning detection networks ensuring the accuracy of the location of a few kilometers. This information is provided on a commercial basis. The lightning location network is based on numerous items of registration of electromagnetic radiation, equipped with fairly complicated synchronously operating equipment, and its implementation is technically difficult and expensive procedure. Alternative to the networks for many applications are single station locating systems based on the definition of the azimuth and distance to a source. However, they have much smaller precision of location determination than multi-position systems. Therefore, an actual task is to develop single-position location techniques that can increase the accuracy of determining the coordinates of lightning. The purpose of this paper is to analyze the accuracy of existing methods based on numerical modeling and development a new and improved method of single-site lightning location using ltweek-atmospherics - electromagnetic signals that represent the response of the natural Earth-ionosphere waveguide in the frequency range from 1 to 20 kHz to excitation by lightning discharges. As a result of this work methods of determining the distance to lightning are analyzed and a new method is proposed consisting in compensation of the waveguide dispersion in the signals, thus improving the accuracy of the estimates of distance to lightning in the range 100..3000 km and some ionospheric parameters, especially in the presence of noise.
UK: Актуальность. Інформація про координати блискавок, одержувана в режимі реального часу, важлива для оцінки небезпеки для різних видів транспорту, ліній передачі електроенергії, зв'язку, газових і нафтопроводів, захисту лісових масивів, відкритих гірничих розробок, промислових і портових споруд. Накопичені протягом тривалого часу дані про частоту виникнення блискавок в межах охопленої мережею території можуть служити як для геофізичних і метеорологічних досліджень, так і для цілей забезпечення безпеки при проектуванні промислових об'єктів і транспортних комунікацій. У США, ряді західноєвропейських країн, Японії, Китаї, Південній Кореї діють національні мережі виявлення блискавок, що забезпечують точність локації порядку декількох кілометрів. Така інформація надається на комерційній основі. Робота мережі локації блискавок заснована на використанні численних пунктів реєстрації електромагнітного випромінювання, обладнаних досить складною синхронно діючої апаратурою, а її реалізація є технічно складною і дорогою процедурою. Альтернативою мережам для багатьох областей застосування служать однопозиційні системи локації, засновані на визначенні азимута і дальності до джерела. Однак вони суттєво поступаються багатопозиційним системам по точності локації. Тому актуальним завданням є розробка однопозиційних методів локації, що дозволяють збільшити точність визначення координат блискавки для однопозиційних систем локації. Метою цієї роботи є аналіз точності існуючих методів на основі чисельного моделювання і створення нового удосконаленого методу однопозиційної локації блискавок з використанням твік-атмосфериків - електромагнітних сигналів, які представляють собою відгук природного хвилеводу Земля-іоносфера в діапазоні частот від 1 до 20 кГц на збудження грозовими розрядами. В результаті даної роботи проаналізовано методи визначення дальності до блискавки і запропоновано новий метод, що складається в компенсації дисперсії хвилеводу в сигналах, що дозволило підвищити точність оцінки дальності до блискавки в діапазоні 100..3000 км і параметрів іоносфери, особливо в присутності шуму.
RU: Актуальность. Информация о координатах молний, получаемая в режиме реального времени, важна для оценки опасности для различных видов транспорта, линий передачи электроэнергии, связи, газовых и нефтепроводов, защиты лесных массивов, открытых горных разработок, промышленных и портовых сооружений. Накопленные в течение длительного времени данные о частоте возникновения молний в пределах охваченной сетью территории могут служить как для геофизических и метеорологических исследований, так и для целей обеспечения безопасности при проектировании промышленных объектов и транспортных коммуникаций. В США, ряде западноевропейских стран, Японии, Китае, Южной Корее действуют национальные сети обнаружения молний, обеспечивающие точность локации порядка нескольких километров. Такая информация предоставляется на коммерческой основе. Работа сети локации молний основана на использовании многочисленных пунктов регистрации электромагнитного излучения, оборудованных достаточно сложной синхронно действующей аппаратурой, а ее реализация является технически сложной и дорогостоящей процедурой. Альтернативой сетям для многих областей применения служат однопозиционные системы локации, основанные на определении азимута и дальности до источника. Однако они существенно уступают многопозиционным системам по точности локации. Поэтому актуальной задачей является увеличение точности определения координат молнии для однопозиционных систем локации. Целью настоящей работы является анализ точности существующих методов на основе численного моделирования и создание нового усовершенствованного метода однопозиционной локации молний с использованием твик-атмосфериков – электромагнитных сигналов, которые представляют собой отклик природного волновода Земля-ионосфера в диапазоне частот от 1 до 20 кГц на возбуждение грозовыми разрядами. В результате данной работы проанализированы методы определения дальности до молнии и предложен новый метод, состоящий в компенсации дисперсии волновода в сигналах, что позволило повысить точность оценки дальности до молнии в диапазоне 100..3000 км и параметров ионосферной границы, особенно в присутствии шума.
Description: Serdyuk, T. Numerical modeling of multimode tweek-atmospherics in the earth-ionosphere waveguide / T. Serdyuk, A. Shvets // Електромагнітна сумісність та безпека на залізничному транспорті. — 2014. — № 8. — С. 11—18.
URI: http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/4571
Appears in Collections:№ 08 (ЕСБЗТ)
Статті КАТ

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
1.pdf900,64 kBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.