в чем разница?

[columb]

>Все-таки мне почему-то кажется, что магнитное поле на
>состояние ионосферы практически не должно влиять

== В молодости я был секретным физиком. Закон Кулона знаешь? - моя работа! :)) ==

на заряженные частицы, движущиеся в магнитном поле дейсвует возмущающая сила. Эта сила колбасит (заряженные) ионы в ионосфере. В результате в одних местах их становится меньше, в других - больше.
От плотности / толщины слоя ионосферы зависит ионосферная задержка. Она в свою очередь влияет на точность определения псевдодальности.

Вспышка на солнце вызывает выброс заряженных частиц. Сам выброс сопровождается формированием электромагнитной волны. Через некоторое время до земли долетают выброшенные частицы (то, что иногда называется солнечным ветром). Эти частицы вызывают магнитную бурю.

>>керг говорил о десятках метров, я - о пяти :)
>Я правильно понял? - не постоянное отклонение X=5 м, а плавные изменения со временем от X до X+5 м?
почти. Речь идет о непостоянной и непрогнозируемой погрешности измерения _псевдодальности_. Самое печальное, что изменения происходят достаточно медленно (плавно).

[kg_vista]

>От плотности / толщины слоя ионосферы зависит ионосферная задержка.
>Она в свою очередь влияет на точность определения псевдодальности.
Вот это золотые слова. Теперь надо разобраться, от чего зависит плотность и толщина.

>на заряженные частицы, движущиеся в магнитном поле дейсвует возмущающая сила.
Эта сила действует перепендикулярно скорости частицы, заставляя их двигаться по спиральной траектории, закрученной вокруг силовых линий, вдоль них. В результате большинство заряженных частиц солнечного ветра просто мотаются от полюса к полюсу в "магнитной бутылке", ионизируя встреченные атомы и постепенно теряя энергию. Без магнитного поля они летели бы просто прямо, так же ионизируя атомы и так же теряя энергию, но "немного" глубже в атмосфере.

>Эта сила колбасит (заряженные) ионы в ионосфере.
Она действует на ДВИЖУЩИЕСЯ частицы. А движутся в основном частицы солнечного ветра. Конечно, ионы тоже движутся (тепловое движение), но это совсем другие энергии... Кстати, в целом-то ионосфера нейтральна.

>В результате в одних местах их становится меньше, в других - больше.
Опять-таки это относится к ветру. Его частиц больше всего оказывается в районе полюсов, где силовые линии магнитного поля Земли сгущаются.

К чему это я? К тому, что магнитное поле Земли само по себе - фактор, меняющийся очень медленно. Ионизация происходит в присутствии этого поля, но главный "возмущающий" фактор здесь - это нестабильность именно солнечного ветра, вызываемого вспышками на Солнце.

Поэтому есть один простой способ повысить точность измерений координат - не делать эти измерения во время этих вспышек и прочих магнитных бурь. Предварительно слушать метеострашилки по радио. Все-таки вспышки на Солнце происходят достаточно редко.

Но мне кажется, должен быть еще один фактор, достаточно легко прогнозируемый. Ионизация вызывается также жесткими гамма-квантами, поток которых от Солнца примерно постоянный (правда, есть колебания, связанные с вращением самого Солнца). Но зато угол, под которым эти фотоны светят на ионосферу, колеблется с суточным (и годичным) периодом просто потому, что ионосфера вертится вместе с Землей. То есть в среднем ионизация и ионосферная задержка максимальна днем, а ночью минимальна.

Вывод. Следует либо усреднять данные в течение нескольких суток (минус аномальные дни), либо делать непродолжительные измерения (скажем, десятки минут), но всегда в одно и тоже время суток (а желательно и года). Хотя не исключено, что поправки на время суток делаются самим GPS-приемником.

[columb]

ИМХО, как математик ты более достойно выглядишь ;)

>Вот это золотые слова. Теперь надо разобраться, от
>чего зависит плотность и толщина.
это была сильно упрощенная попытка объяснения эффекта "на пальцах" :)

Если хочешь подробностей, вот тебе:

>Эта сила действует перепендикулярно скорости частицы,
вектор действия силы лоренса перпендикулярен вектору скорости v и вектору напряженности магнитного поля H.

>заставляя их двигаться по спиральной траектории,
>закрученной вокруг силовых линий, вдоль них.
угу.

>В результате большинство заряженных частиц солнечного
>ветра просто мотаются от полюса к полюсу в "магнитной
>бутылке", ионизируя встреченные атомы и постепенно теряя
>энергию. Без магнитного поля они летели бы просто прямо,
>так же ионизируя атомы и так же теряя энергию, но "немного"
>глубже в атмосфере.
в результате действия силы лоренса электроны начинают вращаться вокруг силовых линий магнитного поля с т.н. гиромагнитной частотой, что приводит к превращению ионосферы из изотропной в анизотропную среду, поэтому для корректного описания диэлектрической проницаемости ионосферы в магнитном поле приходится использовать комплексный тензор, но не скаляр.
=> ионосфера является магнитоактивной средой, ее показатель преломления является комплексной величиной, более того, совместное решение уравнения движения и уравнения максвелла дает _два_ значения показателя преломления
=> т.е. под действием магнитного поля ионосфера превращается из изотропной в двоякопреломляющую среду (помнишь обыкновенную и необыкновенную волны?).
Итак, каждая радиоволна при входе в анизотропную ионосферу расщепляется на две волны, причем не только показатель преломления каждой из волн отличен от показателя преломления изотропной среды, но и групповая скорость распространения радиоволн в магнитоактивной среде не равна групповой скорости в изотропной среде.

вот тебе более детакльная суть механизма влияния магнитного поля на ионосферную задержку.
Для сингналов спутников, находящихся вне зенита в полный рост наблюдается также т.н. явление рефракции, в т.ч. с перегибом профиля.

>Но зато угол, под которым эти фотоны светят на ионосферу, колеблется
>с суточным (и годичным) периодом просто потому, что ионосфера вертится
>вместе с Землей.
прибавь еще одинадцатигодичный период колебаний часла солнечных пятен :)
Ежели поворошить буквари по астрономии, найдутся и более длинные периоды

>Предварительно слушать метеострашилки по радио
америкосы пошли дальше: публикуют 72часовые предсказания погрешности измерения координат.

[kg_vista]

>ИМХО, как математик ты более достойно выглядишь ;)
Физика давно заброшена, а математика время от времени все-таки бывает нужна :)

>Если хочешь подробностей, вот тебе:
В свою очередь снимаю шляпу. Каюсь, про двулучепреломление в плазме в присутствии магнитного поля прежде не подозревал. Или уже начисто забыл :(.

>вот тебе более детакльная суть механизма влияния магнитного поля на ионосферную задержку.
Однако все равно ты меня не убедил, что сей механизм приводит к ИЗМЕНЕНИЯМ пресловутой задержки. На толщину и плотность магнитное поле таки не влияет. Убедил, влияет на коэффициент преломления плазмы. Но магнитное поле Земли все-таки меняется очень медленно, значит и коэффициент тоже. Поле Луны, мне почему-то так кажется, на таком расстоянии на много порядков слабее земного. А в магнитные бури измерения можно просто не делать.

>прибавь еще одинадцатигодичный период колебаний часла солнечных пятен :)
>Ежели поворошить буквари по астрономии, найдутся и более длинные периоды
Думаю, для фанатов геокешинга это уже слишком большие периоды. IMHO вполне стоит ограничиться факторами, вызывающими изменения в течение нескольких месяцев.

>америкосы пошли дальше: публикуют 72часовые предсказания погрешности измерения >координат
Вау! Ценный инструмент. Интересно, а прогнозы эти сбываются, или как с погодой? :)

[columb]

>Однако все равно ты меня не убедил, что сей механизм приводит к
>ИЗМЕНЕНИЯМ пресловутой задержки
>Убедил, влияет на коэффициент преломления плазмы.
для тебя неочевидно, что задержка зависит от коэффициента предломления?

>На толщину и плотность магнитное поле таки не влияет.
я в ионосфере не был не разу, но мне кажется, что там окромя броуновского движения существуют "ветра" (упорядоченные движения частиц). Начальные импульсы для них могут давать:
а) изменение гравитационного поля (прилив - отлив слыхал?)
б) изменение "температуры" (в смысле меры среднекинетической энергии движущихся частиц)
"ветра" приводя к перераспределению частиц в пространстве, т.е. к изменению плотности и толщины слоя. Магнитное поле искривляет направление потоков.
в) вращение Земли совместно с магнитным полем

понятно, что на направление ионосферных ветров существенно корректируется магнитным полем?

>Но магнитное поле Земли все-таки меняется очень медленно, значит и коэффициент тоже.
это тебе не дрейф материков.
Магнитное поле Земли изменяется достаточно быстро для того, чтобы публиковать на каждом листе карты сведения о годовом изменении магнитного склонения.

>Поле Луны, мне почему-то так кажется, на таком расстоянии на много порядков слабее земного.
на практике положение луны ни в одной из известных мне моделей ионосферной задержки не учитывается. Но это мне ни о чем не говорит, потому как в этих моделях не учитывается и положение солнца.
О магнитном поле луны ничего не скажу - нужно книжки читать или на луну лететь. Но у луны есть еще гравитационное поле, и я твердо знаю, что оно ощутимо влияет на гравитационный потенциал даже на поверхности Земли.

>Интересно, а прогнозы эти сбываются, или как с погодой? :)
нужно проверять. В том месте, в котором их видел я, прогнозы были только по территории США. :(

[kg_vista]

>для тебя неочевидно, что задержка зависит от коэффициента предломления?
Обижаешь, у меня дипломная тема была по Фурье-оптике.

Задержка-то, конечно, зависит. Но меня волнуют только ИЗМЕНЯЮЩИЕСЯ факторы. Если магнитное поле достаточно неизменно за какой-то период времени, то коэффициент преломления тоже должен быть постоянным (с точностью до неучтенных факторов).

>>На толщину и плотность магнитное поле таки не влияет.
>я в ионосфере не был не разу, но мне кажется, что там окромя броуновского движения существуют "ветра"
ОК, сформулирую мысль иначе: на ИЗМЕНЕНИЕ (со временем) толщины и плотности магнитное поле таки не влияет.

Что касается приливов-отливов:
1. Ионы рекомбинируют, если на них постоянно не воздействовать ионизирующими факторами, которые затухают вглубь ионосферы. Поскольку ионизирующее излучение гравитации не шибко подвержено, думаю, что "приливы-отливы" в ионосфере просто сводятся, грубо говоря, к "параллельному переносу" участков плазмы по высоте.
2. Приливы-отливы имеют приблизительно суточный период. А эта периодичность и так обусловлена суточным изменением ионизирующих факторов.

Изменения температуры в ионосфере - это уже интереснее, поскольку это весьма непредсказуемый фактор.

>понятно, что на направление ионосферных ветров существенно корректируется магнитным полем?
Опять-таки, все зависит от того, насколько сильно меняется поле за рассматриваемый период...

>Магнитное поле Земли изменяется достаточно быстро для того, чтобы публиковать на каждом листе карты сведения о годовом изменении магнитного склонения.
Если так, то изменчивость поля - действительно кандидат в "существенные" факторы. Вопрос в том, какую лепту эта изменчивость дает в пресловутые 5 м. Если сантиметры в год...

>Но у луны есть еще гравитационное поле, и я твердо знаю, что оно ощутимо влияет на гравитационный потенциал даже на поверхности Земли.
Это именно то, что вызывает приливы. То есть уже обсуждалось выше.

Вообще, теоретизировать можно очень долго . Особенно если оба "теоретика" не являются крупными специалистами в физике плазмы, геофизике и астрофизике. (Не обижайся, я имею в виду в первую очередь себя.)

Гораздо интереснее было бы взглянуть на экспериментальные данные за достаточно большой период времени и проанализировать спектр случайных колебаний ионосферной задержки. Я так понял, у тебя такие данные некогда были?

[columb]

>>понятно, что на направление ионосферных ветров существенно корректируется магнитным полем? >Опять-таки, все зависит от того, насколько сильно меняется поле за рассматриваемый период... зачем меняется?: направление ионосферных ветров корректируется и стационарным магнитным полем. прикинь траектории подъема положительно и отрицательно заряженной частицы над полюсом, над экватором, над северным и южным тропиком. Понятно, что упорядоченные потоки заряженных частиц в свою очередь вызывают деформацию магнитного поля? >2. Приливы-отливы имеют приблизительно суточный период. >А эта периодичность и так обусловлена суточным изменением >ионизирующих факторов. э-ээ, не скажи. Амплитуда морских приливов зависит от фазы луны. Раз в год случаются суперприливы (когда солнце и луна тянут море в одну сторону). >Вообще, теоретизировать можно очень долго бывают т.н. стохастические системы. Можно быть четырежды механиком, но ошибиться в примерном предсказании положения билиардных шаров после трех соударений. Задача прогноза ветров в ионосфере аналогична задаче прогноза погоды, с существенной поправкой - атмосфера это изотропная среда, и ее свойства во многом известны. Вот когда мы научимся предсказывать время - яркость - конфигурацию полярных сияний... >Особенно если оба "теоретика" не являются крупными специалистами >в физике плазмы, геофизике и астрофизике. (Не обижайся, я имею в >виду в первую очередь себя.) найди "крупного специалиста" по любой из трех наук и послушай, что он тебе раскажет за распространение радиоволн в ионосфере. Если расскажет хотя бы половину того, что рассказал я, значит не зря кушает свой хлеб. :) есть, кстати, такая наука, радиофизика называется :) >Гораздо интереснее было бы взглянуть на экспериментальные данные за >достаточно большой период времени и проанализировать спектр случайных >колебаний ионосферной задержки. ну, не совсем у меня :) <A HREF="http://sopac.ucsd.edu/cgi-bin/dbShowArr ... br> <br>

[kg_vista]

Раскладываю по полочкам:
1. То, что в отсутствие магнитного поля ионосферная задержка была бы иной, ты меня давно уже убедил. Конечно, можешь продолжать меня убеждать в этом и дальше...
2. Перевожу проблему на язык математики. Есть некоторая величина - ионосферная задержка (упрощенно считаемая главной причиной неточности GPS). Эта величина зависит от тучи других величин (некоторые из них мы считаем случайными), которые в свою очередь как-то зависят от времени. Измеряя координату какого-нибудь объекта с помощью GPS-приемника, мы наблюдаем лишь суперпозицию этих функций: координата просто зависит от времени. Магнитное поле Земли, если его считать не зависящим от времени, выступает в роли внешнего параметра. Итак, имеем функцию x(t)=f(t,H,...). Если же поле меняется, то x(t)=f(t,H(t),...). Поскольку нас интересует, как правильно усреднять <x(t)>, чтобы получать воспроизводимые результаты, нам надо исследовать именно ИЗМЕНЕНИЕ функции. Переходим к производной:
d x(t)/dt = df/dt + df/dH*d H(t)/dt + ...
Итак, ты меня убедил (см. 1), что df/dH != 0. Я же утверждаю, что поскольку d H(t)/dt сравнительно мизерное, то и всем вторым членом можно пренебречь (если конечно, речь не идет о периодах в несколько лет). Вот собственно и все, что я имел в виду: постоянно магнитное поле влияет на постоянную (методическую) погрешность, никоим образом не вызывая колебаний измеяемой величины со временем. А за колебания отвечают другие факторы.

>прикинь траектории подъема положительно и отрицательно заряженной частицы над полюсом, над экватором, над северным и южным тропиком
Ну это смотря куда летим....

>Понятно, что упорядоченные потоки заряженных частиц в свою очередь вызывают деформацию магнитного поля?
Если я правильно себе представляю эту небесную механику, в "равновесном" состоянии, когда поток заряженных частиц от полюса к полюсу (или в любом другом направлении) любого знака, одинаков (с точностью до флуктуаций) как в прямом, так и в обратном направлении. То есть тока нет! А значит, нет и дополнительного магнитного поля.

Конечно, все меняется, когда после вспышки на Солнце до Земли долетет очередная порция частиц и система выходит из состояния равновесия. Токи в ионосфере становятся ненулевые. Имеет место быть магнитная буря - пока все опять не устаканится... Про то, что в магнитную бурю измерения лучше не делать, я уже писал.

Впрочем, в равновесном состоянии флуктуации плазмы тоже по идее должны вносить свой скромный вклад в изменчивость магнитного поля, но мне почему-то умозрительно кажется, что в основном это частоты значительно меньше герца. То есть элементарное усреднение решает проблему.

>Раз в год случаются суперприливы (когда солнце и луна тянут море в одну сторону).
Не полагаться на измерения, сделане в другое время года, я, кажется, тоже уже предлагал...

>Вот когда мы научимся предсказывать время - яркость - конфигурацию полярных сияний...
Открою одну тайну: некоторые магнитные бури (не все, конечно) можно предсказывать примерно за месяц. Стало быть, и время полярных сияний в некоторой степени.

>есть, кстати, такая наука, радиофизика называется :)
Так вы, батенька, радиофизик! Уж не на улице ли 8-го марта обретаетесь?

>ну, не совсем у меня :)
Славная ссылочка! Даже очень наглядно про дрейф материков есть. Только я пока не въехал, как *нужные* данные оттуда заполучить

[columb]

>Переходим к производной: >d x(t)/dt = df/dt + df/dH*d H(t)/dt + ... >Итак, ты меня убедил (см. 1), что df/dH != 0. Я же >утверждаю, что поскольку d H(t)/dt сравнительно >мизерное, то и всем вторым членом можно пренебречь >(если конечно, речь не идет о периодах в несколько лет). красиво излагаешь! :) >Ну это смотря куда летим.... ну, если поднимаемся, то, соответственно, аккурат от центра земли :) >когда поток заряженных частиц от полюса к полюсу >(или в любом другом направлении) любого знака, >одинаков (с точностью до флуктуаций) как в прямом, >так и в обратном направлении. То есть тока нет! >А значит, нет и дополнительного магнитного поля ЩАЗ! Рассмотри процессы при переходах день-ночь и обратно, прилив-отлив... >Впрочем, в равновесном состоянии флуктуации плазмы тоже по идее должны >вносить свой скромный вклад в изменчивость магнитного поля, об этих "флЮктуациях", как их называли в восьмидесятых я тебе и толкую. >но мне почему-то умозрительно кажется, что в основном это частоты значительно >меньше герца. То есть элементарное усреднение решает проблему. проблемы усреднения как раз усиливаются при медленно меняющихся погрешностях: для их усреднения требуется значительное время. >Открою одну тайну: некоторые магнитные бури (не все, конечно) можно >предсказывать примерно за месяц. в долгу не останусь: :)) те изменения в ионосфере, которые удается предсказать учитываются в стандартной модели ионосферной задержки (клобухара?): для этого соответствующие поправочные коэффициенты (Alpha[0..3] & Beta[0..3]) включаются в состав т.н. "ионосферного файла", передаваемого каждым спутником. >Стало быть, и время полярных сияний в некоторой степени. в жизни видел многое. И полярные сияния и даже правильные прогнозы погоды. Но правильного прогноза полярного сияния не видел, и даже не слыхал о таком. >Не полагаться на измерения, сделане в другое время года, я, кажется, тоже уже предлагал наверное, я пропустил: мне показалось, что было предложено делать измерения _в_одно_время суток_. Новая редакция будет гласить: _в_одно_время_суток_один_раз_в_году? :) поискал в сети современных идей по теме "распространение радиоволн в ионосфере", все что обнаружил дельного - программу курса: http://www.uniphys.spb.su/Departments/R ... .html и понял, что хотя многое продзабылось (например, что за эффекты зашифрованы понятием "Амбиполярная диффузия слабых неоднородностей" :), но в целом как говорится: "мастерство не пропьешь" :). Немного не понимаю, почему ни слова нет об анизотропии и вытекающих из нее явлениях... >Только я пока не въехал, как *нужные* данные оттуда заполучить по каждой из стационарных станций публикуется статистика наблюдений. Статистика включает псевдодальности и уточненые орбиты спутников. Координаты станций известны. Координаты спутников можно расчитать. После этого неучтенную ионосферную задержку в первом приближении можно определить как отклонение измеренных псевдодальностей от расчетных.

[Anonym]

То, что передается со спутников GPS, не предопределено на века египетскими жрецами, а корректируется с наземных станций на каждом витке спутника. Как известно, период обращения спутников около 12 часов, так что всякие факторы, как время года, дрейф материков и т.п. там уже учтены. Не думаю, что там люди [сильно] глупее, чем на этом форуме