ISR电离层电子游戏正规平台
ISR有许多探索地球电离层现象的项目, 地球上层大气中主要由离子和自由电子组成的区域. 调查包括对全球电离层扰动的电子游戏正规平台, 从南极洲到热带地区, 以及这些干扰对通信影响的复杂模拟, 导航, 雷达系统.
电离层的电子游戏正规平台
磁层-电离层耦合
磁层和电离层之间的能量流动是极光和亚极光纬度电离层密度增强的主要来源. 这种影响扩展到低纬度地区，特别是在地磁风暴期间. 电子游戏正规平台表明，电离层等离子体在下午扇区从中低纬度的源区向太阳和极地方向传输, 在受干扰的地磁条件下，与电离层对流电场的大规模增强有关的是什么, 形成一个纬度狭窄的风暴增强等离子体密度(SED)区域，向太阳对流，向高纬度延伸. 众所周知，这些SED羽流与外层等离子层的侵蚀有关. 然而, 在不同的纵向扇区，SED羽流形成速率的差异仍未完全了解. 我们一直在利用多仪器观测的数据，并在这方面取得了重大进展.
赤道电动力学
现在有充分的证据表明，电离层和等离子层密度的不规则性和梯度是导致我们的导航和通信系统失效的主要原因，特别是在磁活动期间. 尽管近十年来对电离层和等离子体层密度结构和动力学的电子游戏正规平台取得了很大进展, 我们对控制赤道电离层密度不规则性和梯度的基本电动力学的全球理解存在许多差距. 地面仪器的不均匀分布一直是阻碍我们全面了解电离层动力学和结构的主要障碍. 大多数地面仪器位于北美密集的区域阵列中, 欧洲, 亚洲, 最近在南美洲也是如此. 然而在非洲, 电离层密度最剧烈的不规则现象发生在哪里, 由于缺乏地面仪器，对电离层等离子体状态及其驱动电动力学的观测是不可能的. 为了对赤道电离层运动有一个全面的了解, 我们在四个非洲国家部署了AMBER磁力计阵列，并建议在非洲部署ACORN GPS接收器网络.
非洲ACORN项目
拟议的ACORN GPS网络将在促进全球对电离层密度不规则性的动力学和结构的理解方面发挥至关重要的作用. ACORN的主要目标是监测在日落后几乎每天都发生在磁赤道电离层的复杂和极端的扰动状态，这是由卫星观测到的, 等离子体密度的电动力学为等离子体湍流的产生创造了合适的条件. 卫星观测显示，赤道电离层结构只有在非洲地区才独特, 尽管这些还没有得到证实, 由于该地区缺乏合适的地面仪器，通过地面观测进行了验证或详细电子游戏正规平台.
地面和天基断层扫描
TEC测量本身只是自由电子密度的线积分的集合，而不是电子密度分布或结构的图. 地面和近地轨道(LEO)卫星上的GPS接收机数量急剧增加，为利用层析成像重建技术遥感和监测电离层和等离子层密度结构提供了极好的机会. 这使我们能够清楚地量化M-I耦合动力学, 同时也证实了长期以来的猜想，即中纬度槽和等离子体层顶在同一场线上. 通过将层析反演技术应用于地面和空间观测，我们一直在对f区电离层、上层电离层和等离子体层的密度结构和动力学进行成像, 分别.
联络点为这个项目是 迪玛Paznukhov.
无线电波传播模型
电离层中自由电子的分布是由太阳辐射的产物决定的, 运输, 以及化学重组造成的损失. 它还受到不稳定机制的影响，这些机制会在大范围的空间尺度上产生大规模的耗尽和环境电子密度的不规则性(等离子体湍流)。. 无线电波在这些不规则结构中传播时，会经历散射和衍射, 引起振幅和相位的随机波动，称为闪烁. 卫星信号的闪烁会严重降低卫星通信系统的性能, 全球定位系统(GPS)等全球导航系统, 太空雷达用来进行无云探测, 对地球表面的昼夜观测. 电离层的不规则和闪烁构成了对日益依赖跨电离层无线电传播的现代世界技术系统的最重要的空间天气威胁之一.
通过随机电离层不规则传播
预测电离层闪烁对通信的影响, 导航, 和空间雷达系统，通常有必要模拟这些系统必须运行的射频条件. 这包括对受干扰电离层进行物理模拟，然后采用相位屏或全波传播技术. 而最简单的电离层不规则性模型假设统计上均匀的湍流, 在现实中，电子密度波动通常分布在离散的羽流中，这种羽流最好用非均匀现象学模型来描述. 一个真实的仿真必须考虑到发射机和接收机平台的运动, 不规则性的漂移和各向异性, 以及传播的斜角, 所有这些都决定了无线电波采样的湍流的尺度大小. ISR工作人员开发了算法来模拟高度现实场景中的射频条件，将所有这些方面都考虑到空间对地, 空间, 以及空间到空间传播的场景.
例如, 下图的顶板显示了250兆赫无线电波通过电离层传播后的总相位变化. 在这个例子中, 电离层被模拟成一个均匀的不规则层，用相谱指数为3的幂律进行统计描述. 图中底部的面板显示了无线电波的强度作为层下距离和沿地面距离的函数. 暗区和亮区表示波的减弱和增强, 分别, 由波在传播过程中的散焦和聚焦引起的. 接收器沿着地面采集无线电信号, 当信号减弱到接收器边缘以下时, 依赖于它的通信或导航系统会受到干扰. 请注意，在质量上类似于水池底部的暗区和亮区, 它们是由上方光线的折射引起的. 在这两种情况下起作用的物理机制是密切相关的.
GPS闪烁
GPS卫星信号的严重闪烁会导致卫星失去跟踪能力, 会降低GPS定位精度吗. 即使有卫星跟踪, 闪烁会导致解码GPS数据电文的错误, 循环滑倒, 测距误差. 预测GPS在不同电离层条件下的性能, 相屏技术可以用来模拟地面接收到的信号. 下图比较了GPS卫星信号的测量(黑色)载波噪声比和使用测量相位作为相位屏幕的代理进行相位屏幕模拟的结果(红色). 相屏模型精确地再现了信号波动的统计量, 在这种情况下再现了信号的时间结构在逐渐褪色的基础上.
无线电掩星闪烁
ISR的工作人员开发了无线电掩星闪烁模拟器(ROSS)。, 在无线电掩星实验中，使用多相屏技术模拟赤道电离层不规则的无线电波的前向散射. ROSS模拟了赤道等离子体气泡的传播，等离子体气泡被模拟为均匀湍流，由具有局部支持的空间函数调制. 下图显示了模拟信号强度与C/NOFS卫星上CORISS仪器测量到的实际信号强度的比较.
闪烁对空间雷达的影响
合成孔径雷达(SAR)是一种广泛应用的从空间连续监测地球表面变化的遥感技术. SAR技术的高分辨率是通过对雷达在其轨道上运行时发射的多个脉冲进行相干处理来实现的. 这种相干处理产生了一个合成孔径, 比物理天线的孔径大得多, 沿着卫星轨道. 在合成孔径上不相关的振幅和相位波动, 然而, 降低了SAR图像的有效分辨率. ISR的工作人员开发了SAR闪烁模拟器(SAR- ss)。, 模拟小尺度电离层结构对SAR成像和干涉测量影响的相位屏技术. 下图比较了ALOS卫星上的PALSAR仪器测量的巴西亚马逊河流域的模拟图像和实际图像. 从图中可以看出，SAR-SS可以再现电离层中小尺度结构引起的条纹和对比度下降的基本特征. 箭头指向局部磁场方向, 哪个与电离层条纹的方向密切相关.
联络点为这个项目是 查尔斯·卡里诺.
低纬度电离层传感器网络(LISN)
电子游戏软件是该项目建设和运营的积极合作伙伴 低纬度电离层传感器网络(LISN), 这是一个监测低潮的国际项目, 南美洲赤道地区的中高层大气. LISN是南美洲靠近磁赤道和西经70度的新地球物理仪器的永久分布式天文台.
LISN将通过基于同化物理的模型获取和处理数据，该模型将产生电离层电子密度分布的准确估计, 导率, ExB等离子体漂移, 中性风几乎是实时的.
能够估计等离子体密度的天文台模型, 离子漂移和中性风在大的地理区域提出了后勤挑战. 然而, 实现了赤道航空的预期进展, 区域ESF预报能力的开发和测试, 分布式低纬度观测站的原型为在全球建立观测站创造了机会.
联络点为这个项目是 基斯林.