Устройство зондирования ионосферы

В ходе выполнения дипломной работы были изучены основные принципы построения ионограмм, рассмотрены существующие на данный день методы зондирования, системы зондирования (отечественного и зарубежного производства).
Проведен анализ различных кодовых последовательностей, на основе полученных результатов выбран сигнал зондирования, использование которого позволяет улучшить энергетические характеристики системы и повысить достоверность (точность) результатов.
Была разработана принципиальная схема системы зондирования, произведен расчет функциональных узлов устройства.
В экономической части дипломной работы приведен расчет себестоимости изготовления устройства, проведено сравнение с аналогичными устройствами (DPS-4).
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 6
1. АНАЛИЗ ТЕМЫ ПРОЕКТА 8
1.2. Существующие системы зондирования ионосферы 9
2. ТЕОРЕТИЧЕСИЕ СВЕДЕНИЯ 11
2.2. Зондирование ионосферы. Радиопрогнозы 14
3. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ИОНОЗОНДА 18
4. ВЫБОР СИГНАЛА ЗОНДИРОВАНИЯ 20
4.1. Автокорреляционная функция 21
4.2. Анализ различных кодовых последовательностей 22
4.2.1. Произвольная кодовая последовательность 23
4.2.2. Кодовая последовательность Уолша. 24
4.2.3. Сигналы Баркера 25
4.3. Моделирование корреляционного анализа реального сигнала. 26
4.4. Параметры сигнала зондирования 32
5. РАСЧЕТ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УЗЛОВ УСТРОЙСТВА 33
5.1. Приемо-передатчик 33
5.1.1. Требования предъявляемые к приемо-передающей части системы 33
5.1.2. Трансивер IC-78 34
5.1.3. Интерфейс СТ – 17 трансивера IC – 78 34
5.1.4. Протокол CI – V 35
5.1.5. Передача информации (сигнала) 41
5.2. Формирователь сигнала зондирования 42
5.2.1. Характеристика микроконтроллера AT90S8515 42
5.2.2. Программирование микроконтроллера 43
5.2.3. Описание программы формирования сигнала зондирования 46
5.3. Аналого-цифровой преобразователь 47
5.3.1. Стандарт SPI 48
5.4. Конвертер RS-232 – TTL 53
6. ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ РАБОТЫ ИОНОЗОНДА 58
7. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 60
7.1. Определение себестоимости проекта 60
7.2. Расходные материалы и комплектующие изделия. 61
7.3. Расходы, связанные с использованием оборудования 63
7.4. Основная заработная плата исполнителей проекта 63
7.5. Дополнительная заработная плата исполнителей проекта 64
7.6. Единый социальный налог 65
7.7. Расходы на служебные командировки 65
7.8. Затраты на работы, выполненные сторонними организациями 65
7.9. Прочие прямые расходы 65
7.10. Накладные расходы 65
7.11. Сметная стоимость 66
8. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 67
9. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 68
ПРИЛОЖЕНИЕ

Благодаря осуществлению еще в начале ХХ века трансатлантических радиопередач было получено неопровержимое доказательство того, что на большой высоте над поверхностью земли существует ионосфера. Радио стало с 20-ых годов и первым средством ее изучения, в результате применения метода зондирования с поверхности Земли с использованием набора радиоволн на разных частотах Регулярные наблюдения на ионосферных станциях начались с 1932 г. в Англии, с 40-ых годов в США и в России (г. Томск). С 1957 г. во время МГГ (Международного Геофизического Года) начались наблюдения на международной сети, включающей более сотни станций.
Возможно использовать ионосферу в качестве планетарного индикатора тех процессов и явлений, которые проистекают на земле. Например, в последнее время вновь стала активно изучаться возможность обнаружения и использования ионосферных предвестников землетрясений. Однако многим это представляется фантастикой.