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※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序章
このドキュメントの目的は、宇宙システム エンジニアリング活動を扱うための一連の管理ガイドラインを特定することであり、このトピックに関する国際的な合意に到達しようとする主題に関する既存の最小限のプロセスを定義することを目的としています。
経験的データ分析から得られた知識に基づいて、このドキュメントは、地球の電離層とプラズマ圏を通る電子密度、電子温度、イオン温度、イオン組成、および総電子含有量のグローバルな分布を指定するためのガイドラインを提供します。これらのパラメータを電離圏で表現するために推奨されるモデルは、国際基準電離層 (IRI) です。
IRI は、宇宙研究委員会 (COSPAR) と国際電波科学連合 (URSI) が後援する国際プロジェクトです。これらの組織は、利用可能なすべてのデータ ソースに基づいて電離層の経験的標準モデルを作成するために、1960 年代後半にワーキング グループを結成しました。 IRI ワーキング グループは、さまざまな国、さまざまな測定技術、モデリング コミュニティを代表する 60 人を超える国際的な専門家で構成されています。このグループは毎年会合を開き、モデルの改善と追加について話し合っています。これらの活動の結果、モデルのいくつかの着実な改良版がリリースされました[ 18], [19], [20], [5], [6], [1], [2], [3], [53], [72], [73] 。 http://irimodel.org/ の IRI プロジェクトのホームページは、モデルの最新バージョンと以前のバージョンのコンピューター コード (FORTRAN) へのアクセス、およびさまざまなアプリケーションに IRI を使用するいくつかの関連サイトへのリンクへのアクセスを提供します。
地球上の特定の場所、時刻、日付について、IRI は電子密度、電子温度、イオン温度、および O + 、H + 、He + 、N + 、NO + 、O 2+の割合の月平均を表します。 、および高度50 kmから1 500 kmの範囲のクラスターイオン。さらに、IRI は、ユーザーが指定した積分境界内の電子密度高さプロファイルを数値的に積分することにより、電子含有量を提供します。 IRI は、月ごとの平均的な状態を表す気候モデルです。 IRI モデルを構築するための主要なデータ ソースは、イオノゾンデの世界的なネットワーク、強力なインコヒーレント散乱レーダー、トップサイド サウンダ、および複数の衛星やロケットで飛行する現場計測器です。このドキュメントでは、IRI モデルをプラズマ圏高度に拡張するために使用できるいくつかの経験的および半経験的モデルも示します。
経験的アプローチの利点の 1 つは、地球の電離層の電子とイオンの密度と温度を決定するプロセスの進化する理論的理解ではなく、測定のみに依存することです。物理モデルは、高度、緯度、経度、時刻、年間通算日、および太陽活動と磁気活動でこれらのパラメーターの変動を表す最適な数学関数を見つけるのに役立ちます。
IRI は、COSPAR および URSI による国際的な使用が推奨されています。 IRI モデルは、新しいデータと新しいサブモデルが利用可能になると、更新および改善されます。この文書は、地球の電離層とプラズマ圏の国際標準の共通の枠組みを潜在的なユーザーに提供します。
Introduction
The purpose of this document is to identify a set of management guidelines for dealing with space systems engineering activities and is intended to define the minimum existing processes on the subject seeking to reach an international agreement on the topic.
Guided by the knowledge gained from empirical data analysis, this document provides guidelines for specifying the global distribution of electron density, electron temperature, ion temperature, ion composition, and total electron content through the Earth’s ionosphere and plasmasphere. The model recommended for the representation of these parameters in the ionosphere is the international reference ionosphere (IRI).
IRI is an international project sponsored by the Committee on Space Research (COSPAR) and the International Union of Radio Science (URSI). These organizations formed a working group in the late 1960s to produce an empirical standard model of the ionosphere based on all available data sources. The IRI Working Group consists of more than 60 international experts representing different countries and different measurement techniques and modelling communities. The group meets annually to discuss improvements and additions to the model. As a result of these activities several steadily improved editions of the model have been released [18],[19],[20],[5],[6],[1],[2],[3],[53],[72],[73]. The homepage of the IRI project at http://irimodel.org/ provides access to the computer code (FORTRAN) of the latest version of the model and to earlier versions and to links to several related sites that use IRI for various applications.
For a given location over the globe, time, and date, IRI describes the monthly averages of electron density, electron temperature, ion temperature, and the percentage of O+, H+, He+, N+, NO+, O2+, and cluster ions in the altitude range from 50 km to 1 500 km. In addition, IRI provides the electron content by numerically integrating over the electron density height profile within user-provided integral boundaries. IRI is a climatological model describing monthly average conditions. The major data sources for building the IRI model are the worldwide network of ionosondes, the powerful incoherent scatter radars, the topside sounders and in situ instruments flown on several satellites and rockets. This document also presents several empirical and semi-empirical models that can be used to extend the IRI model to plasmasphere altitudes.
One advantage of the empirical approach is that it solely depends on measurements and not on the evolving theoretical understanding of the processes that determine the electron and ion densities and temperatures in the Earth’s ionosphere. A physical model can help to find the best mathematical functions to represent variations of these parameters with altitude, latitude, longitude, time of day, day of year, and solar and magnetic activity.
IRI is recommended for international use by COSPAR and URSI. The IRI model is updated and improved as new data and new sub-models become available. This document provides a common framework of the international standard of the Earth’s ionosphere and plasmasphere for the potential users.